本文關(guān)鍵詞：半潛式平臺整體水動力與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析

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【摘要】：本文主要以國內(nèi)某在建的第六代鉆井半潛式平臺為對象平臺，依據(jù)DNV相關(guān)規(guī)范，采用AQWA進(jìn)行水動力計算，而ANSYS進(jìn)行有限元計算，提取ANSYS應(yīng)力計算結(jié)果，進(jìn)行屈服強(qiáng)度校核與屈曲強(qiáng)度校核。 首先，由于半潛式平臺的環(huán)境載荷主要為波浪載荷，所以環(huán)境載荷方面重點(diǎn)介紹半潛式平臺波浪載荷的計算理論和方法。本文采用的波浪理論為目前實際海洋工程領(lǐng)域應(yīng)用最為成熟的小振幅波理論，而半潛式平臺波浪力的計算則需要分別考慮小尺度和大尺度結(jié)構(gòu)物兩方面：小尺度結(jié)構(gòu)物波浪力的計算采用莫里森方程，此法用于半潛式平臺撐桿上的波浪力計算；大尺度結(jié)構(gòu)物波浪力的計算采用繞射/輻射理論，此法用于半潛式平臺下浮體與立柱上的波浪力計算。波浪載荷工況的確定方法采用DNV規(guī)范推薦的設(shè)計波法，重點(diǎn)采用AQWA計算半潛式平臺的整體特征水動力響應(yīng)，設(shè)計波工況確定后采用AQWA-WAVE計算每個工況的波浪載荷（動水壓力），并以ANSYS命令流的形式輸出波浪載荷數(shù)據(jù)。 然后按照DNV相關(guān)規(guī)范對于半潛式平臺整體結(jié)構(gòu)模型的要求，采用ANSYS建立對象平臺的整體結(jié)構(gòu)有限元模型，施加多組載荷組合工況下的波浪載荷、可變載荷以及固定載荷，并采用DNV規(guī)范推薦的固定邊界條件限制有限元模型的剛體位移，在ANSYS中進(jìn)行以線性小變形假設(shè)下的有限元靜力計算。 最后根據(jù)DNV相關(guān)規(guī)范，，為對象平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行屈服強(qiáng)度校核與屈曲強(qiáng)度校核，其中屈服強(qiáng)度校核采用von Mises等效應(yīng)力與許用應(yīng)力相比較的方法進(jìn)行，而屈曲強(qiáng)度校核則采用DNV相關(guān)規(guī)范中關(guān)于有連續(xù)加強(qiáng)筋的平板結(jié)構(gòu)屈曲強(qiáng)度的校核方法。
【關(guān)鍵詞】：半潛式平臺 水動力 有限元 屈服 屈曲
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U674.38
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 課題的背景及意義8-15
• 1.1.1 海洋油氣資源的開發(fā)現(xiàn)狀8-9
• 1.1.2 半潛式平臺的發(fā)展9-13
• 1.1.3 半潛式平臺的結(jié)構(gòu)組成13-14
• 1.1.4 半潛式平臺的工作原理14-15
• 1.2 課題的國內(nèi)外研究動態(tài)15-16
• 1.3 本文的主要工作內(nèi)容16-17
• 第二章 波浪載荷計算理論17-36
• 2.1 海洋工程波浪力學(xué)理論17-25
• 2.1.1 小振幅波理論17-21
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)物波浪力計算21-25
• 2.2 半潛式平臺的整體特征水動力響應(yīng)25-30
• 2.2.1 下浮體間橫向分離力26
• 2.2.2 繞橫向水平軸的扭矩26-27
• 2.2.3 下浮體間縱向剪切力27-28
• 2.2.4 甲板質(zhì)量的縱向加速度28
• 2.2.5 甲板質(zhì)量的橫向加速度28-29
• 2.2.6 甲板質(zhì)量的垂向加速度29
• 2.2.7 下浮體垂向波浪彎矩29-30
• 2.3 整體響應(yīng)分析方法30-33
• 2.3.1 隨機(jī)波法30-31
• 2.3.2 設(shè)計波法31-32
• 2.3.3 規(guī)則波極限波陡32-33
• 2.4 AQWA 簡介33-36
• 2.4.1 AQWA-LINE33-34
• 2.4.2 AQWA-FER34
• 2.4.3 AQWA-WAVE34-36
• 第三章 載荷工況計算36-57
• 3.1 操作工況與極限狀態(tài)36-37
• 3.2 設(shè)計載荷37-55
• 3.2.1 環(huán)境載荷37-54
• 3.2.2 其他設(shè)計載荷54-55
• 3.3 載荷工況匯總55-57
• 第四章 整體結(jié)構(gòu)模型57-71
• 4.1 ANSYS 單元介紹57-59
• 4.1.1 Shell181 單元57-58
• 4.1.2 Beam188 單元58
• 4.1.3 Mass21 單元58-59
• 4.2 模型主要組成部分59-69
• 4.2.1 上層平臺及生活樓61-62
• 4.2.2 立柱及橫撐62-65
• 4.2.3 下浮體65-66
• 4.2.4 質(zhì)量模型66-69
• 4.3 模型邊界條件69-71
• 4.3.1 固定邊界條件69
• 4.3.2 慣性釋放69-70
• 4.3.3 彈簧邊界條件70-71
• 第五章 整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核71-98
• 5.1 載荷因子71
• 5.2 材料因子71
• 5.3 校核結(jié)構(gòu)部件71-72
• 5.4 屈服強(qiáng)度校核72-77
• 5.5 屈曲強(qiáng)度校核77-98
• 5.5.1 側(cè)向壓強(qiáng)78-79
• 5.5.2 屈曲強(qiáng)度校核方法79-86
• 5.5.3 屈曲強(qiáng)度校核結(jié)果86-98
• 第六章 結(jié)論98-99
• 參考文獻(xiàn)99-102
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明102-103
• 致謝103

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：668110