在海洋石油工業(yè)中,深海采油已經(jīng)成為主流。隨著平臺(tái)及FPSO工作水深的增加,海洋柔性立管以其對(duì)深水環(huán)境良好的適應(yīng)性,得到了廣泛的應(yīng)用。由于深水柔性立管的布置缺乏實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)和有效的布置參數(shù),對(duì)其結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析就變得十分重要。在柔性立管的使用過(guò)程中,由于立管和平臺(tái)的連接處的剛度不連續(xù),容易在此處發(fā)生應(yīng)力集中和過(guò)度彎曲現(xiàn)象,通過(guò)在該部位加裝防彎器可以防止該現(xiàn)象的發(fā)生,保證平臺(tái)安全生產(chǎn)。防彎器是立管整體結(jié)構(gòu)中的重要部分,而迄今為止,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有對(duì)防彎器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做過(guò)相關(guān)研究。本文采用集中質(zhì)量法對(duì)柔性立管進(jìn)行靜態(tài)構(gòu)型分析,對(duì)典型的集中質(zhì)量模型進(jìn)行修改,將彎矩轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)內(nèi)力施加在節(jié)點(diǎn)上,考慮了抗彎剛度在柔性立管變形過(guò)程中的影響。應(yīng)用懸鏈線理論將柔性立管的邊界條件和邊界值之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,將位移邊界條件轉(zhuǎn)換為力的邊界條件。采用該模型對(duì)懸鏈線型式布置的柔性立管和柔性跨接管進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)考慮了抗彎剛度之后的結(jié)構(gòu)整體橫向位移受到限制,單元的彎矩減小,在懸掛張力和懸掛角度相同的情況下,單元內(nèi)部的張力減小。同時(shí),本文還對(duì)柔性立管的重要附件——防彎器進(jìn)行了分析。采用基于進(jìn)化策略的優(yōu)化算法,對(duì)防彎器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 柔性立管及防彎器簡(jiǎn)介
        1.2.1 柔性立管
        1.2.2 防彎器
    1.3 國(guó)外研究研究歷史及現(xiàn)狀
        1.3.1 柔性立管結(jié)構(gòu)模型
        1.3.2 防彎器優(yōu)化方法
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
2 柔性立管靜態(tài)構(gòu)型分析理論研究
    2.1 柔性立管布置型式
        2.1.1 傳統(tǒng)柔性立管布置型式
        2.1.2 新型柔性立管布置型式
    2.2 集中質(zhì)量法物理模型
    2.3 集中質(zhì)量法建立柔性立管模型
        2.3.1 靜態(tài)張力計(jì)算
        2.3.2 柔性立管的浮力計(jì)算
    2.4 立管環(huán)境載荷
        2.4.1 波浪載荷
        2.4.2 流載荷
        2.4.3 波浪和海流相互作用
    2.5 柔性立管的靜態(tài)構(gòu)型
        2.5.1 柔性立管靜力平衡方程
        2.5.2 牛頓法求解靜力平衡方程
    2.6 柔性立管的靜態(tài)構(gòu)型和邊界條件
        2.6.1 柔性立管懸掛長(zhǎng)度
        2.6.2 柔性立管的懸掛張力
    2.7 本章小結(jié)
3 柔性立管靜態(tài)構(gòu)型分析
    3.1 柔性立管的彎矩作用
    3.2 柔性立管單元彎矩的計(jì)算
        3.2.1 柔性立管單元曲率的計(jì)算
        3.2.2 柔性立管彎矩分布
    3.3 彎矩引起的系統(tǒng)內(nèi)力
    3.4 考慮單元彎矩的平衡方程
    3.5 柔性立管靜態(tài)構(gòu)型分析算例
        3.5.1 簡(jiǎn)單懸鏈線靜態(tài)構(gòu)型分析
        3.5.2 柔性跨接管靜態(tài)構(gòu)型分析
    3.6 本章小結(jié)
4 柔性立管防彎器優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 設(shè)計(jì)要求
        4.1.1 防彎器材料設(shè)計(jì)
        4.1.2 設(shè)計(jì)要求
    4.2 防彎器結(jié)構(gòu)計(jì)算方法
    4.3 防彎器結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.3.1 遺傳算法
        4.3.2 進(jìn)化規(guī)則
        4.3.3 進(jìn)化策略優(yōu)化算法
    4.4 幾種進(jìn)化策略介紹
        4.4.1 早期進(jìn)化策略算法
        4.4.2 (u,λ)～ES和(u+λ)～ES算法
    4.5 進(jìn)化策略在防彎器優(yōu)化中的具體實(shí)現(xiàn)
        4.5.1 優(yōu)化方法的選取
        4.5.2 優(yōu)化參數(shù)的選取
        4.5.3 優(yōu)化具體過(guò)程
    4.6 優(yōu)化計(jì)算實(shí)例及結(jié)果分析
        4.6.1 優(yōu)化程序正確性檢驗(yàn)
        4.6.2 優(yōu)化效果分析
    4.7 本章結(jié)論
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3409322