【摘要】：海洋面積占地球總表面積的71%蘊藏有極其豐富的礦產(chǎn)資源、生物資源、水化學(xué)資源和空間資源等。海洋平臺在這樣的背景下快速發(fā)展起來,并由于其在開發(fā)海洋資源方面所起的獨特作用,目前已經(jīng)成為了國際海洋工程界研究的熱點之一。對于超大型浮體已經(jīng)研究很多年了,但由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制,很多研究不宜開展,因此有必要展開對海上實驗平臺連接系統(tǒng)的研究,為超大型多模塊浮體的研究提供借鑒和參考。連接系統(tǒng)作為連接海上實驗平臺的橋梁,對連接系統(tǒng)的安全運行以及生活人員的安全起著重要作用,因此本文在兩個小型的海上試驗平臺的基礎(chǔ)上,展開對連接系統(tǒng)的風(fēng)險的研究。目前對海上平臺安全的研究已經(jīng)開展很多年了,但對于海上平臺連接系統(tǒng)的研究基本沒有。海上平臺連接系統(tǒng)的本質(zhì)是機械連接系統(tǒng),所以本文借鑒機械系統(tǒng)評估方法來對連接系統(tǒng)風(fēng)險進行研究。通過分析把海上實驗平臺連接系統(tǒng)的工作過程可分為連接過程、生存過程、脫離過程三個階段,運用綜合安全評估法(FSA)對連接系統(tǒng)各個階段進行分析,找出每個過程中最薄弱的部分,并定量計算了每個過程中樹頂事件的失效概率。結(jié)合分析結(jié)果,研究了海上實驗平臺生存過程中銷軸斷裂失效情況下,連接器對兩試驗平臺安全的影響。首先對風(fēng)險的定義、風(fēng)險的分析所必須遵循的原則和風(fēng)險的類別進行了簡要的闡釋,并對一些主要的風(fēng)險識別和風(fēng)險評估方法做了比較。然后介紹了海上試驗平臺的概況及實驗平臺的作業(yè)環(huán)境、連接系統(tǒng)組成部分及工作原理,為第三章的開展奠定了理論基礎(chǔ)和工程背景。其次對連接系統(tǒng)風(fēng)險進行識別分析,得出連接系統(tǒng)風(fēng)險分為四個部分,分別是連接系統(tǒng)裝置因素、人員因素、管理因素、環(huán)境因素,然后結(jié)合連接系統(tǒng)的連接階段、生存階段、脫離階段三個過程對連接系統(tǒng)裝置進行了風(fēng)險識別,最后對人員因素、管理因素、環(huán)境因素做了風(fēng)險識別。然后運用故障樹分析法(FTA),首先對海上試驗平臺連接系統(tǒng)連接過程、生存過程、脫離過程分別進行定性分析,得出連接過程中薄弱環(huán)節(jié)是鋼絲繩的斷裂失效;生存過程中的薄弱環(huán)節(jié)是未及時采取有效的補救措施;脫離過程中的薄弱環(huán)節(jié)是銷軸的卡死。然后對三個過程分別進行定量分析,得出每個過程中樹頂事件的失效概率。得出結(jié)論是海上實驗平臺連接系統(tǒng)失效概率是在可接受范圍內(nèi)的。最后從人員因素、管理因素、環(huán)境因素、設(shè)備因素四個方面提出相應(yīng)的安全措施,風(fēng)險值得到進一步降低。最后利用AQWA-DRIFT模塊,在風(fēng)、浪和流的聯(lián)合作用下,對在不同工況下的實驗平臺進行了時域計算,得到了不同海況下的主平臺和輔平臺的連接器載荷等的時間歷程,并對時間歷程進行了統(tǒng)計分析,得到了不同工況下連接器載荷的最大值,得到,工況c1、c10、c25、c34下連接器載荷達到了最大值,考慮銷軸斷裂失效的情況下,通過對剩余銷軸有限元結(jié)構(gòu)強度分析,得出連接器對實驗平臺的影響,結(jié)論是在一個銷軸斷裂失效后海上試驗平臺仍可以安全工作,兩個銷軸斷裂失效后,海上試驗平臺將發(fā)生脫離或相互碰撞。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P75

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