本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)管架平臺(tái)圓截面管柱在側(cè)向撞擊下的變形機(jī)理研究

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【摘要】：由圓形管柱進(jìn)行支撐的導(dǎo)管架平臺(tái)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,其在復(fù)雜的海洋環(huán)境下,如果不能夠安全地進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)會(huì)威脅到工作人員的安全,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境破壞。一般情況下,導(dǎo)管架平臺(tái)所面臨的主要威脅,來自于守護(hù)船舷側(cè)的側(cè)向撞擊,由于導(dǎo)管架平臺(tái)的圓形管柱都是傾斜,所以圓形管柱在遭受側(cè)向撞擊時(shí)變形機(jī)理及能量耗散成為研究的重點(diǎn)。本文的研究方法主要包括解析計(jì)算方法和數(shù)值仿真方法。對(duì)導(dǎo)管架平臺(tái)傾斜的圓形管柱在守護(hù)船側(cè)向撞擊下的變形模式及能量耗散進(jìn)行了研究。解析計(jì)算方法可以快速準(zhǔn)確地對(duì)碰撞結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè);利用非線性有限元方法進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算,既可以給出碰撞過程中的許多物理量隨撞深的變化,也是對(duì)解析計(jì)算方法結(jié)果的驗(yàn)證。具體內(nèi)容如下:1、對(duì)船舶碰撞的內(nèi)部機(jī)理和研究方法進(jìn)行闡述,重點(diǎn)是解析計(jì)算方法及其理論基礎(chǔ)和研究步驟,以及對(duì)圓形管柱在外載荷作用下的變形特性的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。2、通過對(duì)前人研究結(jié)果的對(duì)比和分析,改正了其中的不足,提出了兩端固定的圓形管柱在傾斜面載荷側(cè)向加載狀態(tài)下的變形模式,并在其基礎(chǔ)上,利用解析計(jì)算方法給出了圓形管柱的能量耗散的解析計(jì)算公式。3、利用非線性有限元方法,對(duì)圓形管柱在傾斜側(cè)向撞擊下的變形進(jìn)行數(shù)值仿真。并將其結(jié)果與解析計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。本文的研究?jī)?nèi)容給出了快速預(yù)報(bào)圓形管柱在側(cè)向載荷作用下的能量耗散以及由其構(gòu)成的導(dǎo)管架平臺(tái)的抗撞性研究和設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：船舶碰撞 變形機(jī)理 導(dǎo)管架平臺(tái) 解析計(jì)算方法 數(shù)值仿真
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.38
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 導(dǎo)管架平臺(tái)10-13
• 1.1.1 導(dǎo)管架平臺(tái)的發(fā)展和樁柱特點(diǎn)10-11
• 1.1.2 導(dǎo)管架平臺(tái)所面臨的威脅11-13
• 1.2 船舶碰撞與擱淺的研究方法13-18
• 1.3 圓形管柱的碰撞研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 本文工作及創(chuàng)新點(diǎn)19-21
• 1.4.1 本文主要工作19-20
• 1.4.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第二章 塑性力學(xué)理論及有限元技術(shù)21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 塑性力學(xué)原理21-25
• 2.2.1 塑性力學(xué)簡(jiǎn)介21-23
• 2.2.2 上下線定理及虛功原理23-25
• 2.2.3 解析計(jì)算方法步驟25
• 2.3 有限元方法的簡(jiǎn)介25-29
• 2.3.1 有限元法的發(fā)展25-26
• 2.3.2 非線性問題26-29
• 2.4 LS_DYNA介紹及沙漏29-31
• 2.4.1 LS_DYNA簡(jiǎn)介29-30
• 2.4.2 沙漏及解決辦法30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 圓形管柱變形模式及能量耗散32-58
• 3.1 引言32
• 3.2 研究背景及不足32-40
• 3.2.1 Amdahl[29]的研究成果32-35
• 3.2.2 Wierzbicki & Suh[32]的研究成果35-39
• 3.2.3 前人研究中的不足39-40
• 3.3 圓形管柱變形模式及橫截面變形特點(diǎn)40-43
• 3.3.1 圓形橫截面的變形模式40-41
• 3.3.2 軸線方向截面變形分布41-43
• 3.4 補(bǔ)充方程及橫截面方向的能量耗散43-52
• 3.4.1 數(shù)值仿真模擬43-46
• 3.4.2 觀察、歸納、提出幾何擬合關(guān)系46-52
• 3.4.3 補(bǔ)充方程的提出52
• 3.5 軸線方向上的變形模式及能量耗散52-55
• 3.6 誤差說明55-56
• 3.7 總能量耗散56-57
• 3.8 本章小結(jié)57-58
• 第四章 數(shù)值仿真計(jì)算58-78
• 4.1 引言58
• 4.2 數(shù)值仿真模型58-61
• 4.2.1 數(shù)值計(jì)算的幾何模型58-60
• 4.2.2 網(wǎng)格的劃分60-61
• 4.3 數(shù)值仿真模擬61-68
• 4.3.1 α=8.13°工況的設(shè)定61-63
• 4.3.2 LS_DYNA中參數(shù)的設(shè)定63-66
• 4.3.3 數(shù)值仿真結(jié)果66-68
• 4.4 不同幾何尺寸圓形管柱的能量耗散結(jié)果對(duì)比68-70
• 4.5 不同夾角的圓形管柱的能連耗散對(duì)比70-73
• 4.6 沙漏能量73-76
• 4.7 小撞深說明76-77
• 4.8 本章小結(jié)77-78
• 第五章 總結(jié)與展望78-80
• 5.1 本文研究工作總結(jié)78-79
• 5.2 未來研究工作展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 致謝83-85
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-87

【相似文獻(xiàn)】

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