【摘要】：海洋平臺是海上油氣生產和人員生活的基地,具有投資高、風險大并且高新技術密集的特點。海洋環(huán)境十分復雜和惡劣,平臺結構一旦發(fā)生破壞,將直接危及其上人員的生命安全,并造成巨大的經濟損失和嚴重的海洋環(huán)境污染以及不良的社會影響,因此,保證海洋平臺在服役壽命期間的安全性顯得尤為重要。導管架海洋平臺是由大直徑、厚壁的鋼管焊接而成的空間剛架結構,廣泛應用于近海油氣的開采。管節(jié)點是平臺結構的主要傳力部位,幾何形狀復雜,在不斷變化的波浪載荷作用下,疲勞損傷不斷累積,疲勞破壞被認為是導管架結構的一種主要失效模式。影響海洋工程結構疲勞的大多數因素本質上是隨機的,因此,從可靠性角度對其進行研究是更加合理的,本文基于海工結構分析設計軟件SACS及最新的行業(yè)規(guī)范,建立了一套應用于導管架海洋平臺結構疲勞可靠性分析及風險評估的可行方案�；赟ACS疲勞分析模塊,對南海某導管架平臺進行了疲勞壽命評估。統(tǒng)計分析了疲勞壽命低的節(jié)點在平臺中的分布情況,獲得了一些分布規(guī)律,這些規(guī)律有助于工程師正確判斷平臺易發(fā)生疲勞損傷的位置,進而做出有針對性的檢測。在SACS疲勞分析結果的基礎上,考慮疲勞載荷、結構疲勞強度和計算模型的隨機性,介紹了兩類疲勞可靠性模型—概率S-N曲線模型和概率斷裂力學模型的建立過程;對于概率斷裂力學模型的校準問題,本文基于優(yōu)化思想,給出了一種新的校準方法,并采用多組算例驗證了該校準方法的計算精度。基于校準后的概率斷裂力學模型,考慮檢驗及維修歷史的影響,詳細介紹了四種典型的檢驗及維修事件的余量方程和它們對應的可靠性更新模型的建立過程,推導了以映射變換法為基礎的可靠性更新模型的求解公式,通過算例分析了不同檢修事件對于節(jié)點疲勞可靠性的影響,同時也驗證了求解公式和計算程序的有效性。結合疲勞可靠性分析結果,并考慮節(jié)點的疲勞失效后果,介紹了導管架平臺結構疲勞風險檢驗技術RBI的相關理論,推導了以映射變換法為基礎的長期檢驗計劃模型的計算公式。文中給出了基于SACS軟件的RBI技術的實現(xiàn)方案,并基于MATLAB語言,開發(fā)了RBI程序,最后采用RBI技術對南海某導管架平臺進行了評估。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U674.38

【參考文獻】

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本文編號：2796013