隨著近些年油氣資源的緊缺，海洋石油開(kāi)發(fā)吸引了越來(lái)越多的目光。但是海冰對(duì)平臺(tái)的安全性和正常作業(yè)的影響成為當(dāng)下我國(guó)冬季渤海石油生產(chǎn)中遇到的最大問(wèn)題，尤其遼東灣為最甚。平臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)范里推薦了靜冰力的計(jì)算公式，但是對(duì)動(dòng)冰力的計(jì)算介紹比較模糊。本文就是借助于數(shù)值模擬手段對(duì)海冰與平臺(tái)相互作用做進(jìn)一步的研究，建立一種海冰與平臺(tái)作用力的計(jì)算方法。 海冰參數(shù)的選取是進(jìn)行冰區(qū)海洋設(shè)計(jì)最重要的步驟之一。借助于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料，擬合平整冰厚和冰速，得到了概率分布模型，并利用平整冰厚的累計(jì)分布情況推求得到了一定重現(xiàn)時(shí)期的極值。利用經(jīng)驗(yàn)公式推求海冰的抗壓強(qiáng)度，并擬合抗壓強(qiáng)度的分布，得到其概率模型。 借助于顯示動(dòng)力學(xué)軟件LS-DYNA，結(jié)合黏彈性力學(xué)建立了拉壓屈服強(qiáng)度不同、應(yīng)變率相關(guān)的海冰的本構(gòu)模型，參考已有的平臺(tái)建立有限元模型，在時(shí)域上研究海冰與平臺(tái)的相互作用，分析碰撞結(jié)果和冰力的時(shí)程曲線(xiàn)。 借助于ANSYS軟件，建立了基于彈塑性力學(xué)的海冰模型，并引入巖土力學(xué)里的D-P材料屈服準(zhǔn)則。結(jié)合前面對(duì)海冰參數(shù)的概率分布研究，利用蒙特卡羅隨機(jī)抽樣方法，對(duì)一定距離內(nèi)的冰與錐體結(jié)構(gòu)的接觸冰力進(jìn)行了概率抽樣計(jì)算... 

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 海冰與平臺(tái)相互作用研究的背景
        1.2.1 海冰與平臺(tái)相互作用研究的工程背景
        1.2.2 國(guó)內(nèi)對(duì)海冰與平臺(tái)作用的認(rèn)識(shí)過(guò)程
        1.2.3 各類(lèi)平臺(tái)結(jié)構(gòu)與海冰的相互作用
    1.3 海冰與平臺(tái)相互作用的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 靜冰力的計(jì)算
        1.3.2 基于彈塑性力學(xué)的海冰與平臺(tái)相互作用研究
        1.3.3 基于黏彈性力學(xué)的海冰與平臺(tái)相互作用研究
        1.3.4 海冰與平臺(tái)相互作用理論研究的前景
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
    本章小結(jié)
第二章 海冰設(shè)計(jì)參數(shù)的分布擬合
    2.1 冰厚的概率分布
    2.2 冰速的概率分布
    2.3 海冰抗壓強(qiáng)度的概率分布
        2.3.1 海冰抗壓強(qiáng)度的計(jì)算理論
        2.3.2 海冰抗壓強(qiáng)度的分布
    2.4 冰厚的極值計(jì)算
        2.4.1 基于短期觀測(cè)資料的極值計(jì)算理論
        2.4.2 冰厚的累計(jì)概率分布
        2.4.3 一定重現(xiàn)期的平整冰厚
        2.4.4 結(jié)果校核驗(yàn)證
    本章小結(jié)
第三章 海冰與平臺(tái)的相互作用過(guò)程研究
    3.1 海冰的黏彈性本構(gòu)模型
        3.1.1 海冰材料模擬概述
        3.1.2 基于黏彈性力學(xué)的海冰本構(gòu)模型
        3.1.3 海冰裂紋的模擬方法
        3.1.4 海冰的失效準(zhǔn)則
    3.2 有限元模型
        3.2.1 海冰與平臺(tái)模型的建立
        3.2.2 邊界條件及接觸設(shè)定
        3.2.3 求解設(shè)置
    3.3 計(jì)算結(jié)果
        3.3.1 海冰的破碎過(guò)程
        3.3.2 海冰的破碎周期與破碎長(zhǎng)度
        3.3.3 碰撞過(guò)程的能量分布與沙漏評(píng)價(jià)
        3.3.4 碰撞過(guò)程中冰錐上的等效應(yīng)力分布
        3.3.5 碰撞過(guò)程中錐體上的冰荷載
        3.3.6 甲板的振動(dòng)響應(yīng)
    本章小結(jié)
第四章 冰力的概率分布研究
    4.1 海冰的彈塑性本構(gòu)模型
        4.1.1 ANSYS中塑性材料的屈服準(zhǔn)則
        4.1.2 基于 D-P 屈服準(zhǔn)則的彈塑性海冰本構(gòu)模型
    4.2 非線(xiàn)性接觸計(jì)算模型
        4.2.1 海冰與平臺(tái)的有限元模型
        4.2.2 接觸選項(xiàng)的設(shè)定
        4.2.3 邊界條件與坐標(biāo)系
    4.3 蒙特卡羅隨機(jī)抽樣思想
    4.4 基于概率抽樣的冰錐相互作用模擬
        4.4.1 隨機(jī)輸入?yún)?shù)的概率分布
        4.4.2 隨機(jī)輸入?yún)?shù)的相關(guān)性
        4.4.3 蒙特卡羅求解設(shè)置
        4.4.4 求解思路
    4.5 結(jié)果分析
        4.5.1 抽樣結(jié)果概述
        4.5.2 敏感性分析
        4.5.3 冰力分布擬合
    本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]強(qiáng)度理論百年總結(jié)[J]. 俞茂宏,彭一江.  力學(xué)進(jìn)展. 2004(04)
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本文編號(hào)：3725352