本文關(guān)鍵詞：樁腿耦合裝置的性能研究　出處：《上海交通大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著海洋石油開發(fā)的進(jìn)一步發(fā)展，將會(huì)有越來越多的大型海上平臺(tái)出現(xiàn)。大型海上平臺(tái)的整體浮托安裝也必將更加廣泛使用。樁腿耦合裝置作為平臺(tái)整體浮托安裝的關(guān)鍵構(gòu)件，，也必將越來越多地出現(xiàn)在各種平臺(tái)上。因此，對(duì)樁腿耦合裝置進(jìn)行性能的研究，掌握樁腿耦合裝置的研制技術(shù)，將對(duì)我國海洋工程技術(shù)發(fā)展具有重大的意義。 本文首先介紹了浮托安裝法以及關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)浮托安裝法的研究和運(yùn)用現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，并介紹了樁腿耦合裝置的結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)階段的研究現(xiàn)狀。 然后，對(duì)本文中運(yùn)用到的基本理論和求解方法進(jìn)行了介紹，用大型非線性有限元軟件ABAQUS建立了樁腿耦合裝置的有限元模型，并用Explicit模塊對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)強(qiáng)度分析，對(duì)不滿足強(qiáng)度要求的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)樁腿耦合裝置的受力過程和沙土及橡膠的能量吸收效率進(jìn)行了分析。 接著，對(duì)樁腿耦合裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)型式研究，分別對(duì)有沙箱和無沙箱LMU進(jìn)行了靜態(tài)計(jì)算和動(dòng)態(tài)計(jì)算，從應(yīng)力應(yīng)變、能量吸收效率、速度和動(dòng)能衰退速率等方面研究沙箱對(duì)樁腿耦合裝置性能的影響。結(jié)果表明，有沙箱的LMU能夠承受較大的外載荷作用，且能更好地將載荷轉(zhuǎn)移到外套筒上，使應(yīng)力分布均勻，沒有明顯的應(yīng)力集中，從而提升外套筒鋼材的使用效率；有沙箱LMU可以比較有效地降低載荷轉(zhuǎn)移作業(yè)過程中整個(gè)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度，提高平臺(tái)浮托安裝過程中能量吸收速率。 最后，對(duì)2-6層垂直橡膠圈層數(shù)的樁腿耦合裝置進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析，從應(yīng)力應(yīng)變、能量吸收效率、速度和動(dòng)能衰退速率等方面研究垂直橡膠圈層數(shù)不同對(duì)樁腿耦合裝置性能的影響。結(jié)果表明，垂直工況下，隨著橡膠圈層數(shù)的增加，樁腿耦合裝置的剛度逐漸增大，最大應(yīng)力先減小后增大，最大速度和動(dòng)能逐漸減小，速度和動(dòng)能的衰退速率逐漸減小。水平工況下，橡膠圈層數(shù)對(duì)水平剛度具有一定的影響。隨著橡膠圈層數(shù)的增加，樁腿耦合裝置的吸能效率逐漸下降。除了三層橡膠圈層數(shù)的樁腿耦合裝置，其他四個(gè)樁腿耦合裝置均發(fā)生屈服。然而橡膠圈層數(shù)對(duì)樁腿耦合裝置速度的影響可忽略。橡膠圈層數(shù)對(duì)動(dòng)能具有一定的影響，隨著橡膠圈層數(shù)的增加，樁腿耦合裝置動(dòng)能逐漸減小，但是動(dòng)能吸收速率差別不大。以本文計(jì)算的樁腿耦合裝置為例，三層橡膠圈層數(shù)的樁腿耦合裝置具有最好的性能。 本文的研究對(duì)浮托安裝過程中樁腿耦合裝置的選擇以及樁腿耦合裝置的設(shè)計(jì)及優(yōu)化具有重要的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.381

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