發(fā)布時間：2017-12-17 21:35

  本文關(guān)鍵詞：基于離散元—有限元方法的導管架海洋平臺冰激振動分析

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【摘要】：導管架海洋平臺在服役過程中會受到風、浪、流、冰等環(huán)境荷載的作用,其中冰荷載作為結(jié)冰海域?qū)Ч芗芷脚_的控制荷載。導管架平臺是由結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu),材料強度高,結(jié)構(gòu)力學性能好。海冰的材料強度低,大片的平整冰漂浮在海面上時,結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為無限平面殼體,極容易發(fā)生彎曲或屈曲破壞。海冰在風、浪、流的推動下擠壓、撞擊導管架平臺的樁腿,形成對導管架平臺冰荷載。通過對渤海導管架平臺的現(xiàn)場監(jiān)測發(fā)現(xiàn),平臺在海冰的持續(xù)作用下會發(fā)生冰激振動�？毂�,大厚度的高強度海冰會造成平臺強烈的冰激振動。嚴重的冰激振動威脅著導管架平臺上油氣生產(chǎn)設備的安全運行,容易對平臺結(jié)構(gòu)造成疲勞損傷。冰激振動引起的振動加速度,造成平臺上工作環(huán)境惡劣,損害工作人員的身體健康。導管架平臺不同的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)尺寸對冰荷載有著重大的影響。本文總結(jié)了導管架平臺的結(jié)構(gòu)特點,詳細分析了導管架平臺的導管架、樁基和甲板的結(jié)構(gòu)形式和尺寸要求。以渤海遼東灣JZ20-MUQ導管架海洋平臺為例,合理簡化結(jié)構(gòu),建立了導管架平臺有限元模型。近年來,海冰離散元方法取得了良好的發(fā)展,能準確的模擬海冰的生消,運移,斷裂過程。海冰與導管架平臺作用時,對海冰破碎過程的研究需要從連續(xù)介質(zhì)力學過渡到離散介質(zhì)力學。具有粘結(jié)-破碎功能的海冰離散元方法能很好的模擬這一過程中海冰的力學行為,準確的計算出海冰對導管架平臺的冰荷載。本文應用海冰離散元方法計算了導管架平臺的冰荷載時程。結(jié)構(gòu)有限元分析有堅實的理論基礎、快速高效等特點。隨著ANSYS等大型商業(yè)有限元軟件的普及,有限元分析成為工程結(jié)構(gòu)設計、分析的必要和有效的手段。本文,通過ANSYS有限元軟件分析導管架平臺冰激振動時的動力響應。結(jié)合海冰離散元方法和結(jié)構(gòu)有限元方法分析了不同海冰參數(shù)對平臺冰激振動的影響,得到了利用海冰參數(shù)估算平臺冰激振動加速度的一般公式。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P751

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 史慶增;海冰的動力作用和冰力譜[J];海洋學報(中文版);1994年05期

2 岳前進,畢祥軍,于曉,時忠民;錐體結(jié)構(gòu)的冰激振動與冰力函數(shù)[J];土木工程學報;2003年02期

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本文編號：1301663