本文關(guān)鍵詞：半潛式平臺結(jié)構(gòu)疲勞強度分析及延壽評估

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【摘要】：近年來,隨著陸上資源大量消耗,我國加大了海上油氣資源的開發(fā)力度；然而,海洋平臺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,是危及平臺安全的主要隱患；此外,平臺老齡化問題是近些年出現(xiàn)的,它的出現(xiàn)給平臺安全帶來了新的挑戰(zhàn)。因此,海洋平臺疲勞強度及延壽評估方面的研究具有相當?shù)默F(xiàn)實意義。 本論文以“南海二號”半潛式平臺為研究對象,對半潛式平臺的水動力特征、疲勞損傷、疲勞損傷情況下抵抗極端荷載的能力、檢測維修方案及維修后的延續(xù)壽命進行了研究。首先運用AQWA水動力分析程序,計算了“南海二號”半潛式平臺頻域范圍內(nèi)的運動響應(yīng)及水動力分布情況。然后運用ANSYS結(jié)構(gòu)有限元分析程序分析了平臺疲勞損傷的分布情況,找出應(yīng)力熱點位置；對應(yīng)力熱點位置的疲勞損傷進行可靠性分析,從而得到各應(yīng)力熱點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”計算了“南海二號”半潛式平臺疲勞損傷情況下抵抗極端荷載的能力；并對平臺應(yīng)力熱點位置抵抗極端荷載的能力進行可靠性分析,從而得到各應(yīng)力熱點位置具有一定保證率的安全壽命。最后根據(jù)“南海二號”半潛式平臺疲勞損傷情況和安全壽命制定檢測維修方案；依據(jù)制定的檢測維修方案評估平臺經(jīng)維修后的延續(xù)壽命。本論文重點討論了半潛式平臺應(yīng)力熱點位置的疲勞壽命及安全壽命,通過分析應(yīng)力熱點位置的疲勞壽命及安全壽命,對平臺服役期間的安全性能進行評估,為合理制定檢測維修方案提供依據(jù)。 通過分析可得出結(jié)論：半潛式平臺在常規(guī)波浪作用下不發(fā)生共振,其垂蕩性能較其他自由度運動性能相對較差；半潛式平臺立柱基座與撐桿連接位置的疲勞損傷最為嚴重,為應(yīng)力熱點位置;半潛式平臺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)維修后半潛式平臺性能得到改善,可相應(yīng)延長其使用壽命。
【關(guān)鍵詞】：半潛式平臺 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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：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 半潛式平臺的發(fā)展歷程及我國現(xiàn)狀10-11
• 1.3 海洋平臺疲勞問題及老齡化問題11-12
• 1.4 海洋平臺疲勞損傷及老齡化問題國內(nèi)外的研究12-14
• 1.5 本論文主要研究內(nèi)容14-16
• 2 半潛式平臺運動響應(yīng)及水動力分析16-32
• 2.1 波浪理論16-22
• 2.1.1 線性波理論16-18
• 2.1.2 隨機波理論18-22
• 2.2 波浪對結(jié)構(gòu)物的作用22-26
• 2.2.1 線性勢流理論22-25
• 2.2.2 莫里森方程25-26
• 2.3 半潛式平臺的運動響應(yīng)26-28
• 2.3.1 半潛式平臺的水動力模型26
• 2.3.2 半潛式平臺的運動響應(yīng)26-28
• 2.4 半潛式平臺的水動力分布28-31
• 2.4.1 靜水壓力分布28
• 2.4.2 動水壓力分布28-31
• 2.5 小結(jié)31-32
• 3 半潛式平臺疲勞損傷分析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 半潛式平臺應(yīng)力熱點疲勞損傷可靠性分析44-49
• 3.4.1 不確定因素“隨機變量”44-45
• 3.4.2 應(yīng)力熱點疲勞損傷概率分布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 半潛式平臺疲勞損傷情況下的強度分析52-56
• 4.2.1 半潛式平臺疲勞剩余強度分析52-54
• 4.2.2 半潛式平臺疲勞損傷情況下的富裕強度分析54-56
• 4.3 半潛式平臺抵抗極端荷載能力的可靠性分析56-65
• 4.3.1 半潛式平臺應(yīng)力熱點位置抵抗極端荷載能力的可靠性分析56-59
• 4.3.2 半潛式平臺應(yīng)力熱點位置抵抗極端荷載能力的歷時分析59-61
• 4.3.3 半潛式平臺主體結(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 半潛式平臺檢測維修方案制定與延壽評估66-74
• 5.1 半潛式平臺檢測維修方案制定66-71
• 5.1.1 半潛式平臺檢測位置選擇與分組66-68
• 5.1.2 半潛式平臺維修決策68-71
• 5.2 半潛式平臺維修后的延壽評估71-73
• 5.2.1 半潛式平臺維修后的延續(xù)壽命71-72
• 5.2.2 半潛式平臺維修效應(yīng)評估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】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉剛,鄭云龍,趙德有,梁園華,關(guān)偉姝,馬延德;BINGO9000半潛式鉆井平臺疲勞強度分析[J];船舶力學(xué);2002年02期

2 金偉良,宋劍,龔順風(fēng),白秉仁;海洋平臺受損構(gòu)件的承載能力與加固分析[J];工程力學(xué);2003年05期

3 徐克薰,俞健,鄭文尼;北海亞歷山大·基蘭德號平臺覆沒事故及其原因分析[J];機械工程材料;1985年01期

4 馬網(wǎng)扣;王志青;張海彬;;深水半潛式鉆井平臺節(jié)點疲勞壽命譜分析研究[J];海洋工程;2008年03期

5 杜百平;李年;馬寶鈿;朱維斗;;疲勞損傷鋼件延壽機理及效果[J];機械強度;2006年01期

6 楊鵬;顧學(xué)康;;半潛平臺結(jié)構(gòu)疲勞壽命評估方法比較[J];艦船科學(xué)技術(shù);2012年08期

7 黃維平;劉超;;極端海洋環(huán)境對海洋平臺疲勞壽命的影響[J];海洋工程;2012年03期

8 張用德;袁學(xué)強;;我國海洋鉆井平臺發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];石油礦場機械;2008年09期

9 王浚璞;艾志久;李旭志;姜巍;;基于SACS的海洋平臺疲勞可靠性分析[J];石油礦場機械;2008年09期

10 欒蘇;韓成才;王維旭;于興軍;;半潛式海洋鉆井平臺的發(fā)展[J];石油礦場機械;2008年11期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳團海;老齡平臺結(jié)構(gòu)完整性動態(tài)評估與風(fēng)險控制[D];中國石油大學(xué);2011年

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本文編號：1112153