發(fā)布時(shí)間：2020-05-25 06:41

【摘要】：隨著海洋油氣資源勘探開(kāi)發(fā)逐步向深水發(fā)展,自升式平臺(tái)所處的海洋環(huán)境條件愈加惡劣。由于自升式平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)柔性較大,隨著工作水深的增加,振動(dòng)頻率降低,對(duì)環(huán)境激勵(lì)的響應(yīng)愈加明顯,極易發(fā)生共振現(xiàn)象,造成整體結(jié)構(gòu)響應(yīng)過(guò)大而影響使用安全性。因此,對(duì)自升式平臺(tái)在位工況進(jìn)行非線性動(dòng)力響應(yīng)分析和性能評(píng)估就顯得尤為重要。本文就自升式平臺(tái)在位結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估非線性方法研究展開(kāi)了以下工作:(1)分析并確定了自升式平臺(tái)在位工況下的風(fēng)、波浪及海流載荷。著重對(duì)比分析了約束New Wave波浪理論相對(duì)于確定性波浪理論(設(shè)計(jì)波)和完全時(shí)域模擬的隨機(jī)波浪理論的優(yōu)越性,即在綜合考慮實(shí)際波浪的隨機(jī)性、譜性和非線性的基礎(chǔ)上通過(guò)預(yù)設(shè)最大波高節(jié)省了計(jì)算機(jī)時(shí);采用Welch算法驗(yàn)證了選擇P-M譜作為波浪功率譜的有效性。(2)開(kāi)展了自升式平臺(tái)在位工況下的非線性動(dòng)力響應(yīng)分析,以確定慣性載荷。首先,在建立結(jié)構(gòu)、樁基及波浪載荷模型基礎(chǔ)上,進(jìn)行了自升式平臺(tái)模態(tài)分析,通過(guò)分析結(jié)果驗(yàn)證了非線性彈簧樁基模型相對(duì)于固支、鉸支和線性彈簧三種樁基模型的合理性和有效性;其次基于約束New Wave波浪理論和非線性彈簧樁土模型,進(jìn)行了平臺(tái)的非線性動(dòng)力響應(yīng)分析,通過(guò)對(duì)比動(dòng)態(tài)及準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)分析的結(jié)果,計(jì)算了甲板最大位移、基底剪力和傾覆力矩的動(dòng)力放大系數(shù),從而確定了平臺(tái)的慣性載荷;相對(duì)于隨機(jī)波浪法,驗(yàn)證了所提方法的有效性。(3)基于動(dòng)力分析確定的慣性載荷,進(jìn)行了自升式平臺(tái)在位工況下的非線性結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估。不同于動(dòng)力分析模型,在靜態(tài)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估時(shí)建立了詳細(xì)的自升式平臺(tái)三維有限元模型;施加載荷除了風(fēng)、波浪和海流載荷之外,還包括功能載荷、P-△效應(yīng)和慣性載荷,在此基礎(chǔ)上對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行屈服結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估和屈曲強(qiáng)度評(píng)估,評(píng)估結(jié)果滿足要求。
【圖文】：

圖 1.2 桁架式樁腿自升式平臺(tái) 圖 1.3 圓柱形樁腿自升式平臺(tái)自升式平臺(tái)在位工況包括正常作業(yè)工況和風(fēng)暴自存工況，其中正常作業(yè)工況是臺(tái)的主要存在形式，風(fēng)暴自存工況是自升式平臺(tái)所遭受的最惡劣工況之一。本定在位況下的風(fēng)、浪、流等環(huán)境載荷，，正確處理邊界條件等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，研

圖 1.2 桁架式樁腿自升式平臺(tái) 圖 1.3 圓柱形樁腿自升式平臺(tái)自升式平臺(tái)在位工況包括正常作業(yè)工況和風(fēng)暴自存工況，其中正常作業(yè)工況是臺(tái)的主要存在形式，風(fēng)暴自存工況是自升式平臺(tái)所遭受的最惡劣工況之一。本定在位況下的風(fēng)、浪、流等環(huán)境載荷，正確處理邊界條件等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，研
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U661.4;U674.38

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2679736