海洋油氣資源長(zhǎng)期以來(lái)都依賴海洋平臺(tái)進(jìn)行勘探及開(kāi)發(fā),從最初的海上平臺(tái)至今,已發(fā)展出多種形式的海洋工作單元。我國(guó)至今服役最多的平臺(tái)形式為導(dǎo)管架平臺(tái)和半潛式平臺(tái),且多數(shù)超過(guò)服役年限或存在缺陷,其疲勞問(wèn)題進(jìn)一步成為繼續(xù)拓展邊界效益和延長(zhǎng)服役年限的障礙,因此針對(duì)此類平臺(tái),后續(xù)疲勞問(wèn)題應(yīng)該引起關(guān)注。近年疲勞評(píng)估的方法也由最初以裂紋萌生為失效基準(zhǔn)的疲勞計(jì)算和預(yù)測(cè),向疲勞裂紋擴(kuò)展及腐蝕等以后續(xù)疲勞壽命為關(guān)注點(diǎn)的評(píng)估方法發(fā)展。本論文以疲勞裂紋的擴(kuò)展計(jì)算及評(píng)估方法為主要課題,對(duì)超過(guò)服役年限的導(dǎo)管架平臺(tái)和在役并存在裂紋等缺陷的半潛式平臺(tái)進(jìn)行計(jì)算和評(píng)估研究,并結(jié)合已有的條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)裂紋疲勞裂紋擴(kuò)展的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。本文的主要工作包括以下內(nèi)容:1)建立以失效評(píng)估圖FAD（Failure Assessment Diagrams）為基礎(chǔ)的疲勞裂紋擴(kuò)展計(jì)算及評(píng)估方法。針對(duì)固定式平臺(tái)導(dǎo)管架的管節(jié)點(diǎn)裂紋,進(jìn)行熱點(diǎn)應(yīng)力的分析計(jì)算,以ABS規(guī)范計(jì)算管節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)的方法為基礎(chǔ),對(duì)比實(shí)際管節(jié)點(diǎn)的受力情況而提出更為準(zhǔn)確的熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算公式。提取并計(jì)算傳遞函數(shù)中各個(gè)波浪周期多個(gè)相位中的熱點(diǎn)應(yīng)力幅值,計(jì)算出應(yīng)力強(qiáng)度因子,在裂紋擴(kuò)展循環(huán)中采... 

【文章頁(yè)數(shù)】：164 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 線性累積損傷理論的研究與應(yīng)用
        1.2.2 斷裂力學(xué)理論的研究與應(yīng)用
        1.2.3 研究理論及方法對(duì)比
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 本文主要技術(shù)路線
第2章 海洋平臺(tái)疲勞裂紋分析理論及方法研究
    2.1 疲勞分析理論
        2.1.1 累積損傷理論的模型
        2.1.2 斷裂力學(xué)理論的模型
    2.2 疲勞分析方法
        2.2.1 基于疲勞累積損傷的疲勞分析方法
        2.2.2 基于斷裂力學(xué)的疲勞裂紋擴(kuò)展計(jì)算方法
        2.2.3 基于失效評(píng)估圖FAD的疲勞評(píng)估方法
    2.3 本章小結(jié)
第3章 導(dǎo)管架平臺(tái)疲勞裂紋擴(kuò)展評(píng)估分析
    3.1 導(dǎo)管架平臺(tái)結(jié)構(gòu)模型
    3.2 管節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)分析
    3.3 管節(jié)點(diǎn)疲勞評(píng)估應(yīng)力分析
        3.3.1 管節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)應(yīng)力分析
        3.3.2 疲勞評(píng)估及擴(kuò)展應(yīng)力計(jì)算
    3.4 導(dǎo)管架平臺(tái)疲勞裂紋擴(kuò)展與剩余壽命計(jì)算
        3.4.1 疲勞裂紋擴(kuò)展參數(shù)
        3.4.2 疲勞裂紋擴(kuò)展尺寸與剩余壽命計(jì)算
    3.5 導(dǎo)管架平臺(tái)管節(jié)點(diǎn)疲勞裂紋評(píng)估軟件設(shè)計(jì)
        3.5.1 軟件開(kāi)發(fā)目標(biāo)
        3.5.2 軟件開(kāi)發(fā)思路
        3.5.3 軟件功能簡(jiǎn)介
    3.6 本章小結(jié)
第4章 半潛式平臺(tái)疲勞裂紋擴(kuò)展評(píng)估分析
    4.1 半潛式平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)模型
        4.1.1 半潛式平臺(tái)信息
        4.1.2 有限元模型
    4.2 確定工況及荷載計(jì)算
        4.2.1 計(jì)算工況的確定
        4.2.2 波浪載荷與波浪力計(jì)算
        4.2.3 波浪荷載傳遞
    4.3 半潛式平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)分析
        4.3.1 固定載荷與可變載荷
        4.3.2 整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)
    4.4 裂紋所在節(jié)點(diǎn)局部結(jié)構(gòu)模型
        4.4.1 局部結(jié)構(gòu)模型建立
        4.4.2 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力收斂
    4.5 半潛式平臺(tái)疲勞裂紋擴(kuò)展與剩余壽命計(jì)算
        4.5.1 疲勞裂紋擴(kuò)展應(yīng)力分析
        4.5.2 疲勞裂紋參數(shù)與疲勞裂紋擴(kuò)展參數(shù)
        4.5.3 疲勞裂紋擴(kuò)展計(jì)算結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 疲勞裂紋擴(kuò)展評(píng)估技術(shù)探討與敏感性參數(shù)分析
    5.1 疲勞裂紋擴(kuò)展評(píng)估技術(shù)探討
        5.1.1 基于不同疲勞裂紋擴(kuò)展率的計(jì)算模型
        5.1.2 疲勞裂紋擴(kuò)展評(píng)估技術(shù)分析
    5.2 疲勞裂紋擴(kuò)展敏感性參數(shù)分析
        5.2.1 影響疲勞裂紋擴(kuò)展的因素
        5.2.2 初始裂紋尺寸
        5.2.3 海況資料的影響
    5.3 本章小結(jié)
第6章 考慮腐蝕作用的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)疲勞裂紋擴(kuò)展分析
    6.1 腐蝕環(huán)境下的疲勞裂紋擴(kuò)展研究
        6.1.1 腐蝕影響分析理論
        6.1.2 腐蝕環(huán)境參數(shù)
        6.1.3 考慮腐蝕的裂紋擴(kuò)展模擬分析
    6.2 復(fù)雜環(huán)境下的疲勞測(cè)試系統(tǒng)
        6.2.1 復(fù)雜環(huán)境下疲勞試驗(yàn)的研究現(xiàn)狀
        6.2.2 復(fù)雜環(huán)境下結(jié)構(gòu)疲勞實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)項(xiàng)目
    6.3 平臺(tái)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)疲勞斷裂試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        6.3.1 結(jié)構(gòu)疲勞節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄1 導(dǎo)管架平臺(tái)所在海域波浪散布數(shù)據(jù)
    附錄2 半潛式平臺(tái)所在海域波浪散布數(shù)據(jù)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]深水半潛式鉆井平臺(tái)鉆機(jī)系統(tǒng)選型與布局優(yōu)化研究[D]. 岳吉祥.中國(guó)石油大學(xué) 2009
[3]考慮腐蝕影響船舶結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度研究[D]. 王燕舞.上海交通大學(xué) 2008
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碩士論文
[1]南海島嶼沖突各方在南海的油氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及動(dòng)因研究[D]. 周子云.暨南大學(xué) 2017
[2]中石化海洋石油工程公司業(yè)務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 朱泉.華東理工大學(xué) 2017
[3]基于多源數(shù)據(jù)的南海油氣平臺(tái)檢測(cè)及油氣資源安全態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)[D]. 李強(qiáng).蘭州交通大學(xué) 2016
[4]我國(guó)陸海油氣資源開(kāi)發(fā)成本效益比較研究[D]. 王作修.大連海事大學(xué) 2015
[5]我國(guó)海洋油氣企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)及合作模式選擇研究[D]. 閆偉.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[6]981半潛式鉆井平臺(tái)錨泊系統(tǒng)研究[D]. 羅強(qiáng).長(zhǎng)江大學(xué) 2012
[7]深水半潛式鉆井平臺(tái)動(dòng)力定位系統(tǒng)控制精度研究[D]. 閆芳.上海交通大學(xué) 2012
[8]深水半潛平臺(tái)總體強(qiáng)度分析中波浪載荷計(jì)算與簡(jiǎn)化建模方法研究[D]. 張朝陽(yáng).上海交通大學(xué) 2012
[9]半潛平臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析及撐桿趾端疲勞壽命預(yù)報(bào)[D]. 丁遠(yuǎn)平.江蘇科技大學(xué) 2012
[10]深海半潛平臺(tái)剩余疲勞壽命預(yù)報(bào)研究[D]. 李增華.江蘇科技大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3663593