本文關(guān)鍵詞：半潛式平臺(tái)結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度分析及延壽評(píng)估

  更多相關(guān)文章： 半潛式平臺(tái) 疲勞損傷 安全壽命 維修延壽

【摘要】：近年來,隨著陸上資源大量消耗,我國(guó)加大了海上油氣資源的開發(fā)力度；然而,海洋平臺(tái)作為海洋油氣資源開發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施在服役過程中面臨著諸多問題；其中,疲勞問題一直備受關(guān)注,是危及平臺(tái)安全的主要隱患；此外,平臺(tái)老齡化問題是近些年出現(xiàn)的,它的出現(xiàn)給平臺(tái)安全帶來了新的挑戰(zhàn)。因此,海洋平臺(tái)疲勞強(qiáng)度及延壽評(píng)估方面的研究具有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)意義。 本論文以“南海二號(hào)”半潛式平臺(tái)為研究對(duì)象,對(duì)半潛式平臺(tái)的水動(dòng)力特征、疲勞損傷、疲勞損傷情況下抵抗極端荷載的能力、檢測(cè)維修方案及維修后的延續(xù)壽命進(jìn)行了研究。首先運(yùn)用AQWA水動(dòng)力分析程序,計(jì)算了“南海二號(hào)”半潛式平臺(tái)頻域范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及水動(dòng)力分布情況。然后運(yùn)用ANSYS結(jié)構(gòu)有限元分析程序分析了平臺(tái)疲勞損傷的分布情況,找出應(yīng)力熱點(diǎn)位置；對(duì)應(yīng)力熱點(diǎn)位置的疲勞損傷進(jìn)行可靠性分析,從而得到各應(yīng)力熱點(diǎn)位置具有一定保證率的疲勞壽命。再根據(jù)“金屬材料完全非線性疲勞損傷模型”計(jì)算了“南海二號(hào)”半潛式平臺(tái)疲勞損傷情況下抵抗極端荷載的能力；并對(duì)平臺(tái)應(yīng)力熱點(diǎn)位置抵抗極端荷載的能力進(jìn)行可靠性分析,從而得到各應(yīng)力熱點(diǎn)位置具有一定保證率的安全壽命。最后根據(jù)“南海二號(hào)”半潛式平臺(tái)疲勞損傷情況和安全壽命制定檢測(cè)維修方案；依據(jù)制定的檢測(cè)維修方案評(píng)估平臺(tái)經(jīng)維修后的延續(xù)壽命。本論文重點(diǎn)討論了半潛式平臺(tái)應(yīng)力熱點(diǎn)位置的疲勞壽命及安全壽命,通過分析應(yīng)力熱點(diǎn)位置的疲勞壽命及安全壽命,對(duì)平臺(tái)服役期間的安全性能進(jìn)行評(píng)估,為合理制定檢測(cè)維修方案提供依據(jù)。 通過分析可得出結(jié)論：半潛式平臺(tái)在常規(guī)波浪作用下不發(fā)生共振,其垂蕩性能較其他自由度運(yùn)動(dòng)性能相對(duì)較差；半潛式平臺(tái)立柱基座與撐桿連接位置的疲勞損傷最為嚴(yán)重,為應(yīng)力熱點(diǎn)位置;半潛式平臺(tái)抵抗極端荷載的能力隨服役年限增加而衰減,且越往后衰減幅度越大；經(jīng)維修后半潛式平臺(tái)性能得到改善,可相應(yīng)延長(zhǎng)其使用壽命。
【關(guān)鍵詞】：半潛式平臺(tái) 疲勞損傷 安全壽命 維修延壽
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.38;U661.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 海洋油氣資源開發(fā)背景9-10
• 1.2 半潛式平臺(tái)的發(fā)展歷程及我國(guó)現(xiàn)狀10-11
• 1.3 海洋平臺(tái)疲勞問題及老齡化問題11-12
• 1.4 海洋平臺(tái)疲勞損傷及老齡化問題國(guó)內(nèi)外的研究12-14
• 1.5 本論文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 2 半潛式平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及水動(dòng)力分析16-32
• 2.1 波浪理論16-22
• 2.1.1 線性波理論16-18
• 2.1.2 隨機(jī)波理論18-22
• 2.2 波浪對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用22-26
• 2.2.1 線性勢(shì)流理論22-25
• 2.2.2 莫里森方程25-26
• 2.3 半潛式平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)26-28
• 2.3.1 半潛式平臺(tái)的水動(dòng)力模型26
• 2.3.2 半潛式平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)26-28
• 2.4 半潛式平臺(tái)的水動(dòng)力分布28-31
• 2.4.1 靜水壓力分布28
• 2.4.2 動(dòng)水壓力分布28-31
• 2.5 小結(jié)31-32
• 3 半潛式平臺(tái)疲勞損傷分析32-51
• 3.1 疲勞損傷譜分析方法32-34
• 3.1.1 S-N曲線及Miner疲勞累積損傷準(zhǔn)則32-33
• 3.1.2 譜分析方法33-34
• 3.2 疲勞損傷可靠性分析方法34-37
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)可靠性原理34-36
• 3.2.2 疲勞損傷可靠性分析36-37
• 3.3 半潛式平臺(tái)疲勞損傷分布37-44
• 3.3.1 疲勞損傷分析流程37-38
• 3.3.2 有限元模型38-39
• 3.3.3 各頻率振幅響應(yīng)算子39-41
• 3.3.4 年疲勞損傷結(jié)果及分布41-44
• 3.4 半潛式平臺(tái)應(yīng)力熱點(diǎn)疲勞損傷可靠性分析44-49
• 3.4.1 不確定因素“隨機(jī)變量”44-45
• 3.4.2 應(yīng)力熱點(diǎn)疲勞損傷概率分布45-49
• 3.5 小結(jié)49-51
• 4 疲勞損傷情況下半潛式平臺(tái)抵抗極端荷載的能力分析51-66
• 4.1 疲勞損傷情況下結(jié)構(gòu)抵抗極端荷載的能力51-52
• 4.1.1 金屬材料的完全非線性疲勞累積損傷模型51
• 4.1.2 疲勞損傷情況下結(jié)構(gòu)抵抗極端海況作用的能力51-52
• 4.2 半潛式平臺(tái)疲勞損傷情況下的強(qiáng)度分析52-56
• 4.2.1 半潛式平臺(tái)疲勞剩余強(qiáng)度分析52-54
• 4.2.2 半潛式平臺(tái)疲勞損傷情況下的富裕強(qiáng)度分析54-56
• 4.3 半潛式平臺(tái)抵抗極端荷載能力的可靠性分析56-65
• 4.3.1 半潛式平臺(tái)應(yīng)力熱點(diǎn)位置抵抗極端荷載能力的可靠性分析56-59
• 4.3.2 半潛式平臺(tái)應(yīng)力熱點(diǎn)位置抵抗極端荷載能力的歷時(shí)分析59-61
• 4.3.3 半潛式平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)抵抗極端荷載能力的可靠性分析61-62
• 4.3.4 半潛式平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系抵抗極端荷載能力的可靠性分析62-65
• 4.4 小結(jié)65-66
• 5 半潛式平臺(tái)檢測(cè)維修方案制定與延壽評(píng)估66-74
• 5.1 半潛式平臺(tái)檢測(cè)維修方案制定66-71
• 5.1.1 半潛式平臺(tái)檢測(cè)位置選擇與分組66-68
• 5.1.2 半潛式平臺(tái)維修決策68-71
• 5.2 半潛式平臺(tái)維修后的延壽評(píng)估71-73
• 5.2.1 半潛式平臺(tái)維修后的延續(xù)壽命71-72
• 5.2.2 半潛式平臺(tái)維修效應(yīng)評(píng)估72-73
• 5.3 小結(jié)73-74
• 6 總結(jié)與展望74-77
• 6.1 總結(jié)74-75
• 6.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況80-81
• 致謝81-82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1112153