隨著海洋資源向更深水發(fā)展,系泊系統(tǒng)的設計變得越來越重要。拖曳錨是系泊系統(tǒng)的重要組成部分,將系泊線固定在海床中,是目前常用的錨固基礎型式之一。預測拖曳錨在安裝過程中的嵌入軌跡,對于評估系泊系統(tǒng)的安全設計具有重要的意義與作用。目前比較認可的是Neubecker和Randolph（NR）提出的基于增量計算思想的拖曳錨嵌入軌跡預測方法,本文針對此方法進行改進,主要內(nèi)容如下:首先,介紹目前拖曳錨嵌入軌跡預測的研究方法與進展及理論基礎,包括增量計算思想、反懸鏈線方程推導、計算拖曳錨承載力的極限平衡法和塑性上限法,并編制了拖曳錨嵌入軌跡不同預測方法的計算程序。其次,建立計算拖曳錨承載力的有限元模型,通過設定接觸對解決海床土體與拖曳錨的相互接觸摩擦作用,簡化錨板為矩形并使用Targe169單元模擬,土體使用Conta171單元模擬,基于Von Mises屈服準則建立理想彈塑性模型模擬海床土體的破壞準則,比較不同工況下拖曳錨的極限承載力。最后,采用增量計算的方法建立拖曳錨的嵌入軌跡預測方法,將其視為由初始嵌入點向下多個連續(xù)線段首尾相連而成。在增量計算過程中,每一個增量步下拖曳錨的極限承載力通過有限元模型... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 拖曳錨嵌入軌跡研究方法分類
        1.2.1 試驗法
        1.2.2 解析法
        1.2.3 數(shù)值法
    1.3 國內(nèi)外研究進展
        1.3.1 國內(nèi)主要研究進展
        1.3.2 國外主要研究進展
    1.4 存在的問題
    1.5 本文的主要工作
2 拖曳錨嵌入軌跡的預測方法
    2.1 增量計算思想預測拖曳錨嵌入軌跡
    2.2 反懸鏈線的研究
        2.2.1 反懸鏈線力學方程
        2.2.2 反懸鏈線狀態(tài)方程
        2.2.3 反懸鏈線狀態(tài)方程的特點
    2.3 拖曳錨承載力計算方法
        2.3.1 極限平衡法
        2.3.2 塑性上限法
        2.3.3 數(shù)值法
    2.4 基于極限平衡法計算拖曳錨承載力的拖曳錨嵌入軌跡預測
        2.4.1 軌跡預測基本思想
        2.4.2 基本假設
        2.4.3 計算過程
        2.4.4 軌跡預測結果
    2.5 基于塑性上限法計算拖曳錨承載力的拖曳錨嵌入軌跡預測
        2.5.1 軌跡預測基本思想
        2.5.2 基本假設
        2.5.3 計算過程
        2.5.4 軌跡預測結果
    2.6 小結
3 拖曳錨承載力有限元計算模型
    3.1 有限元模型概述
    3.2 本構模型與幾何參數(shù)
        3.2.1 拖曳錨材料本構關系與幾何參數(shù)
        3.2.2 海床土體本構關系與幾何參數(shù)
        3.2.3 海床土體邊界
    3.3 摩擦接觸設置
        3.3.1 接觸對的定義
        3.3.2 關鍵字與實常數(shù)的定義
        3.3.3 有限元網(wǎng)格劃分
    3.4 荷載施加
    3.5 有限元模型驗證
    3.6 計算參數(shù)變化
        3.6.1 海床土彈性模量
        3.6.2 摩擦系數(shù)
    3.7 小結
4 拖曳錨軌跡預測
    4.1 軌跡預測的基本假設
    4.2 拖曳錨嵌入軌跡預測方法的驗證
    4.3 初始嵌入角度對拖曳錨嵌入軌跡的影響
    4.4 拖曳錨拉力與錨板夾角對拖曳錨嵌入軌跡的影響
    4.5 小結
5 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]近島礁地形影響下的浮式平臺運動響應[J]. 楊鵬,顧學康.  船舶力學. 2017(02)
[2]南海島礁極淺水下半潛平臺錨泊系統(tǒng)數(shù)值模擬探究[J]. 王永恒,王磊,汪學鋒,徐勝文.  艦船科學技術. 2017(01)
[3]考慮一階和二階力spar平臺垂蕩-縱搖非線性耦合運動時域分析（英文）[J]. 劉樹曉,唐友剛,李偉.  Journal of Marine Science and Application. 2016(02)
[4]近島礁淺水環(huán)境下浮式平臺系泊系統(tǒng)設計研究[J]. 丁軍,程小明,田超,張凱,吳波.  船舶力學. 2015(07)
[5]島礁地形下半潛平臺水動力性能研究[J]. 吳波,程小明,田超,丁軍,劉小龍.  船舶力學. 2015(07)
[6]海上風機半潛式基礎概念設計與水動力性能分析[J]. 唐友剛,桂龍,曹菡,秦堯.  哈爾濱工程大學學報. 2014(11)
[7]導管架平臺浮托法安裝的數(shù)值模擬與模型試驗[J]. 許鑫,楊建民,呂海寧.  上海交通大學學報. 2011(04)
[8]深吃水多立柱式平臺的運動響應分析[J]. 李彬彬,歐進萍.  中國造船. 2010(02)
[9]深吃水多立柱平臺穩(wěn)性與水動力分析[J]. 李彬彬,歐進萍,滕斌.  海洋工程. 2010(02)
[10]考慮海床土吸力的SCR-Spar整體波浪響應分析[J]. 白興蘭,黃維平.  海洋工程. 2010(02)

博士論文
[1]深水半潛式平臺錨泊截斷的靜力和低頻阻尼等效試驗方法[D]. 樊天慧.大連理工大學 2016
[2]深海浮式結構物與其系泊纜索的耦合動力分析[D]. 王興剛.大連理工大學 2011
[3]新型深吃水多立柱平臺的水動力與運動響應研究[D]. 李彬彬.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[4]深海立柱式平臺概念設計及水動力性能研究[D]. 張帆.上海交通大學 2008

碩士論文
[1]南海島礁風能資源及風力發(fā)電評價[D]. 蔣潔.南京大學 2016
[2]張緊式系泊系統(tǒng)剛度特性及對Spar平臺運動影響的研究[D]. 馮紫薇.天津大學 2014
[3]深海Truss Spar平臺水動力性能分析及系泊系統(tǒng)動力特性研究[D]. 周源.中國海洋大學 2013
[4]深水S-Spar平臺水動力響應分析[D]. 劉震.中國海洋大學 2012
[5]風浪流中深海Truss Spar水動力響應研究[D]. 龍筱曄.上海交通大學 2012
[6]Truss Spar和半潛式平臺的水動力及運動性能對比研究[D]. 李璐.大連理工大學 2010
[7]海洋工程柔性構件分析方法研究[D]. 邵啟會.哈爾濱工程大學 2008
[8]深水懸鏈線錨泊系統(tǒng)多成份錨泊線設計[D]. 周洋.哈爾濱工程大學 2008
[9]CT-Spar平臺疲勞壽命分析及其錨鏈系泊系統(tǒng)設計[D]. 游源.上海交通大學 2008
[10]海洋工程錨泊系統(tǒng)計算與分析[D]. 劉超.武漢理工大學 2007



本文編號：3454377