【摘要】：隨著陸上油氣資源的枯竭,全球都在積極勘探海上資源,海洋平臺(tái)逐漸演變成重要的戰(zhàn)略裝備。在原有的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置(FPSO)與半潛平臺(tái)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出的浮式鉆井儲(chǔ)油平臺(tái)(FDPSO)具備開發(fā)生產(chǎn)一體化的集成功能,是一種新型的深海油氣開采裝備,并受到越來越多的公司關(guān)注。此種大型海洋平臺(tái)長期處在惡劣海域波浪載荷與交變載荷作用下,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度的評(píng)估顯得尤為的重要。本文以目標(biāo)FDPSO建立計(jì)算模型,完成平臺(tái)水動(dòng)力響應(yīng)、總體強(qiáng)度分析以及熱點(diǎn)疲勞強(qiáng)度分析,總結(jié)出適合FDPSO的總體與疲勞強(qiáng)度分析方法。首先,介紹了目標(biāo)平臺(tái)的各主體模塊構(gòu)成以及平臺(tái)在營運(yùn)和自存狀態(tài)下整體裝載工況和環(huán)境條件分布,結(jié)合DNV船級(jí)社的SESAM軟件完成目標(biāo)平臺(tái)濕表面、質(zhì)量棒的水動(dòng)力模型;基于DNV與ABS推薦以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選取7種特征波浪載荷工況,結(jié)合三維勢(shì)流理論與長期預(yù)報(bào)設(shè)計(jì)波理論采用SESAM軟件完成特征載荷的傳遞函數(shù)、長期預(yù)報(bào)值,確定設(shè)計(jì)波參數(shù)。其次,采用MSC.Patran軟件建立平臺(tái)空間板梁組合的結(jié)構(gòu)粗網(wǎng)格模型,基于PCL編程將波浪載荷施加到結(jié)構(gòu)有限元模型中,其他設(shè)計(jì)載荷通過建立MPC點(diǎn)關(guān)聯(lián)重心位置或是在軟件中建立場(chǎng)函數(shù)完成載荷的施加,對(duì)比三種邊界條件選取慣性釋放完成平臺(tái)結(jié)構(gòu)有限元分析;基于四種裝載工況應(yīng)力結(jié)果進(jìn)行應(yīng)力集中區(qū)域的篩選以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核,研究得出平臺(tái)特征波浪載荷工況的選取原則和總體強(qiáng)度的影響因素以及可能發(fā)生疲勞破壞的區(qū)域。最后,介紹了基于S-N曲線和Miner累計(jì)損傷原理的譜分析流程,結(jié)合總體強(qiáng)度分析與規(guī)范要求得出高應(yīng)力區(qū)域進(jìn)行熱點(diǎn)的篩選與精細(xì)網(wǎng)格的建立,完成8個(gè)疲勞熱點(diǎn)在海域內(nèi)組合短期海況下累計(jì)疲勞損傷度和壽命的分析,得出疲勞破壞的位置出現(xiàn)在橫撐處以及浮箱與立柱連接拐點(diǎn)處;介紹了基于設(shè)計(jì)波的確定性分析法的流程,結(jié)合第三章設(shè)計(jì)波的理論與方法完成7個(gè)控制載荷下8個(gè)疲勞熱點(diǎn)的損傷度以及壽命的計(jì)算,得出斜浪狀態(tài)下浮箱與立柱連接拐點(diǎn)處損傷最大;對(duì)比兩種研究方法分析出譜分析法工作量大結(jié)果精確,確定性法分析結(jié)果較保守但工作量小。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U661.43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2701199