本文關(guān)鍵詞：基于響應(yīng)面方法的Spar平臺(tái)可靠性分析

  更多相關(guān)文章： Spar平臺(tái) 可靠度分析 響應(yīng)面方法 錨鏈腐蝕

【摘要】：在深海油氣開發(fā)中,相比于其他海洋石油平臺(tái),Spar平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能更好,經(jīng)濟(jì)效益更高,隨著世界能源需求的進(jìn)一步擴(kuò)大,Spar平臺(tái)在深海油氣開發(fā)中也越來(lái)越受歡迎。在深海環(huán)境中,作業(yè)條件惡劣,同時(shí)又具有隨機(jī)性,因此把握服役期問(wèn)內(nèi)Spar平臺(tái)的失效概率具有重要的意義。本論文利用ANSYS強(qiáng)大的有限元計(jì)算功能,并結(jié)合響應(yīng)面方法運(yùn)用MATLAB編制相應(yīng)的程序,對(duì)Spar平臺(tái)不同失效模式下的可靠度進(jìn)行模擬計(jì)算,為Spar平臺(tái)的安全評(píng)定提供了技術(shù)參考。首先,介紹了主要的深海平臺(tái)浮式結(jié)構(gòu),并分析對(duì)比了深海平臺(tái)的主要優(yōu)缺點(diǎn),同時(shí)歸納了世界范圍內(nèi)浮式平臺(tái)重大事故；介紹了Spar平臺(tái)的發(fā)展歷程,并分別闡述了三代Spar平臺(tái)的局限性和優(yōu)越性,本文所研究的平臺(tái)為第二代Truss Spar平臺(tái)；介紹了國(guó)內(nèi)外有關(guān)海洋平臺(tái)可靠度的研究現(xiàn)狀,強(qiáng)調(diào)了對(duì)Spar平臺(tái)可靠性研究的重要性。其次,分析比較了中心點(diǎn)方法、驗(yàn)算點(diǎn)方法、蒙特卡洛方法和響應(yīng)面方法的優(yōu)點(diǎn)和不足,針對(duì)本文所研究的大型復(fù)雜的Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu),最終確定通過(guò)ANSYS對(duì)展開點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,初步擬合響應(yīng)面方程,再利用MATLAB編制相應(yīng)的響應(yīng)面程序,通過(guò)迭代計(jì)算,從而求出滿足工程精度要求的可靠指標(biāo),并給出了Spar平臺(tái)可靠度分析的流程圖。接著,對(duì)風(fēng)、浪、流等環(huán)境荷載進(jìn)行不確定性分析,并給出了概率模型統(tǒng)計(jì)參數(shù)；Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)功能要求和可能的失效特征,考慮了結(jié)構(gòu)整體控制截面彎曲強(qiáng)度超過(guò)材料強(qiáng)度、平臺(tái)平動(dòng)位移超過(guò)結(jié)構(gòu)規(guī)定許用位移、平臺(tái)傾角超過(guò)平臺(tái)穩(wěn)性規(guī)定的許用傾角三種主要失效模式,分別建立功能函數(shù),并計(jì)算確定相應(yīng)失效模式下平臺(tái)的響應(yīng)面方程和可靠度指標(biāo)。最后,考慮錨鏈腐蝕對(duì)Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠度的影響,分別計(jì)算了平臺(tái)服役5年、10年、15年和20年時(shí)間錨鏈腐蝕后平臺(tái)的可靠度,總結(jié)了可靠指標(biāo)變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)考慮錨鏈腐蝕對(duì)可靠度的影響較小,并對(duì)原因進(jìn)行了解釋分析。本論文的研究對(duì)Spar平臺(tái)的設(shè)計(jì)提供了可靠度校核方面的支持,并對(duì)在役平臺(tái)在極端海況下的安全評(píng)估提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：Spar平臺(tái) 可靠度分析 響應(yīng)面方法 錨鏈腐蝕
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(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4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 研究背景和意義9-13
• 1.2 Spar平臺(tái)概況及其發(fā)展歷程13-17
• 1.2.1 Spar平臺(tái)簡(jiǎn)介13-14
• 1.2.2 Spar平臺(tái)的發(fā)展歷程14-17
• 1.3 Spar平臺(tái)在中國(guó)南海的應(yīng)用前景17-18
• 1.4 海洋平臺(tái)可靠性分析研究18-19
• 1.4.1 海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠度研究的起源18
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)外海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠度研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容19-20
• 2 Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠性分析方法20-33
• 2.1 引言20
• 2.2 結(jié)構(gòu)可靠性分析方法20-29
• 2.2.1 中心點(diǎn)法20-21
• 2.2.2 驗(yàn)算點(diǎn)法21-26
• 2.2.3 蒙特卡洛法26
• 2.2.4 響應(yīng)面方法26-29
• 2.3 基于ANSYS和MATLAB的可靠性指標(biāo)計(jì)算方法29-31
• 2.4 Spar平臺(tái)可靠性分析方法及流程31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠性分析33-52
• 3.1 引言33
• 3.2 Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)基本信息33-44
• 3.2.1 Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)模型33-37
• 3.2.2 Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)荷載及其統(tǒng)計(jì)特征37-43
• 3.2.3 Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)抗力確定43-44
• 3.3 Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)44-46
• 3.3.1 Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)功胃自函數(shù)44
• 3.3.2 Spar平臺(tái)水動(dòng)力模型和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)44-46
• 3.4 Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠度分析46-51
• 3.4.1 控制截面和設(shè)計(jì)波參數(shù)46-48
• 3.4.2 荷載概率模型統(tǒng)計(jì)參數(shù)48-50
• 3.4.3 可靠指標(biāo)計(jì)算50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 錨纜腐蝕對(duì)Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠度的影響52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 錨纜腐蝕速率模型52-56
• 4.2.1 腐蝕速率影響因素52-54
• 4.2.2 腐蝕速率模型54-55
• 4.2.3 均勻腐蝕概率模型55-56
• 4.2.4 腐蝕量的計(jì)算56
• 4.3 Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)56-65
• 4.3.1 腐蝕對(duì)Spar平臺(tái)錨纜參數(shù)的影響56-58
• 4.3.2 不同服役年限Spar平臺(tái)可靠度的計(jì)算58-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況71-72
• 致謝72-73

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馮云芬;貢金鑫;李宏男;張子引;;輸電線路桿塔構(gòu)件可靠度校準(zhǔn)[J];電力建設(shè);2014年05期

2 張卓群;李宏男;貢金鑫;田雷;李嘉祥;;輸電塔結(jié)構(gòu)可靠度分析[J];電力建設(shè);2014年05期

3 張卓群;李宏男;貢金鑫;張子引;李嘉祥;;輸電線路一個(gè)耐張段的體系可靠度[J];電力建設(shè);2014年05期

4 豐琳瑯;易平;;對(duì)數(shù)變換的特殊功能函數(shù)可靠指標(biāo)計(jì)算方法[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年06期

5 張學(xué)棟;;公路橋梁設(shè)計(jì)荷載研究[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年16期

6 張子引;田雷;貢金鑫;李宏男;馮云芬;;跨越高速鐵路輸電線路的目標(biāo)可靠指標(biāo)[J];電力建設(shè);2014年05期

7 王元戰(zhàn);劉翰琪;高樹奇;張智凱;;高樁碼頭整體安全度定量分級(jí)方法[J];工程力學(xué);2014年10期

8 易偉建;水淼;;基于節(jié)點(diǎn)沖切破壞的板柱結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌可靠性分析[J];工程力學(xué);2015年07期

9 宋拓;呂令毅;;龍卷風(fēng)作用核電常規(guī)島主廠房隨機(jī)響應(yīng)及結(jié)構(gòu)體系可靠度[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2014年05期

10 易偉建;楊開;;鋼筋混凝土板受沖切承載力可靠度分析[J];建筑結(jié)構(gòu);2014年14期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 冉志紅;林帆;陶蜀昆;王國(guó)萍;;基于概率可靠度的橋梁結(jié)構(gòu)評(píng)估理論及工程實(shí)踐探索[A];第23屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 盧小雨;深井大斷面沿空留巷圍巖穩(wěn)定控制機(jī)理研究[D];安徽理工大學(xué);2013年

2 王益?zhèn)?大水礦山地下水致災(zāi)機(jī)理及防治研究[D];中南大學(xué);2014年

3 侯本偉;城市供水管網(wǎng)抗震能力分析及性能化設(shè)計(jì)方法研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2014年

4 馮云芬;可靠度理論在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2015年

5 程玲;基于Pushover方法的單自由度結(jié)構(gòu)抗震易損性分析[D];大連理工大學(xué);2014年

6 胡玉定;黃土地區(qū)樁基承載力可靠性分析及概率統(tǒng)計(jì)推斷研究[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王振鋒;野營(yíng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2011年

2 王詩(shī)青;公路橋梁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2010年

3 徐紫鵬;鋼筋混凝土構(gòu)件在壓（拉）彎剪共同作用下的受力性能研究[D];湖南大學(xué);2012年

4 蘇倩;框架預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠度分析[D];蘭州理工大學(xué);2013年

5 王博;鋼管混凝土格構(gòu)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架可靠性分析[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2013年

6 王仕玨;無(wú)背索斜拉橋承載能力極限狀態(tài)下的可靠度研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2013年

7 伍亞玲;氯鹽環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋坑蝕預(yù)測(cè)的隨機(jī)方法[D];浙江工業(yè)大學(xué);2013年

8 張勤;高速鐵路混凝土梁橋的梁結(jié)構(gòu)可靠度分析[D];西南交通大學(xué);2014年

9 張曉靜;鐵路隧道復(fù)合式襯砌目標(biāo)可靠指標(biāo)及分項(xiàng)系數(shù)研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2014年

10 蘭穎;考慮臺(tái)風(fēng)影響的配電網(wǎng)可靠性評(píng)估和規(guī)劃[D];重慶大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：998450