自升式平臺是服務(wù)于海洋工程的主要工程結(jié)構(gòu)之一,平臺所處的環(huán)境對海洋平臺的影響是顯著的,其中土壤和地震對平臺的作用研究還比較少,本文結(jié)合現(xiàn)有的平臺參數(shù)及研究成果就土壤和地震對自升式平臺的作用作了一些研究,通過本文的工作為實際的工程提供一些有用的結(jié)論。本文的主要工作如下： 一、運用ANSYS有限元軟件,基于實際自升式平臺參數(shù)建立該平臺簡化的三維有限元模型,對其在極端波浪條件下進行靜力及動力響應(yīng)分析。通過模態(tài)分析可以發(fā)現(xiàn),自升式平臺自身柔度較大,在受到波浪、海流這些動載荷作用時,會顯現(xiàn)出很明顯的非線性特性,動力響應(yīng)結(jié)果較靜力響應(yīng)結(jié)果明顯偏大。說明僅僅對平臺進行靜強度分析是不夠的,有必要考慮動力因素和非線性因素。同時探討了在ANSYS中進行非線性計算的方法。 二、考慮平臺所處土層對平臺響應(yīng)的影響,探討了基于兩種不同理論建立樁土相互作用下有限元模型的建模計算方法,對比分析了這兩種模型的計算結(jié)果。一種為基于API規(guī)范使用非線性彈簧單元模擬土壤對樁腿的約束,另一種為基于D-P材料,建立完整的土體模型,通過定義樁靴與土體間的接觸面來分析土壤對樁靴的約束作用。通過對比計算結(jié)果發(fā)現(xiàn),有必要通過實地測量得到...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 自升式平臺發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義
    1.2 環(huán)境載荷對海洋平臺的影響
    1.3 研究現(xiàn)狀
        1.3.1 自升式平臺結(jié)構(gòu)靜態(tài)強度分析方法研究進展
        1.3.2 自升式平臺結(jié)構(gòu)動態(tài)強度分析方法研究進展
    1.4 本文工作
第2章 波浪理論及非線性原理
    2.1 波浪理論
        2.1.1 波浪基本理論
    2.2 非線性有限元原理
        2.2.1 非線性有限元問題的分類
        2.2.2 ANSYS計算非線性
第3章 自升式平臺動力響應(yīng)模型研究
    3.1 平臺三維有限元模型的建立
        3.1.1 大型有限元軟件ANSYS簡介
        3.1.2 結(jié)構(gòu)有限元模型
        3.1.3 有限元模型單元類型簡介
        3.1.4 模型計算載荷
    3.2 工程實例
        3.2.1 計算條件
        3.2.2 計算模型
        3.2.3 計算工況與載荷施加
    3.3 靜力學(xué)結(jié)果
    3.4 模態(tài)分析
    3.5 瞬態(tài)動力響應(yīng)分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 樁土相互作用模型研究
    4.1 引言
    4.2 樁-土動力相互作用
    4.3 API規(guī)范對海洋平臺樁-土結(jié)構(gòu)的處理
    4.4 D-P模型理論及在考慮樁土問題上的應(yīng)用
        4.4.1 Drucker-Prager(D-P)材料
        4.4.2 接觸分析
        4.4.3 有限元模型參數(shù)設(shè)定
        4.4.4 有限元結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 地震激勵下自升式平臺模型研究
    5.1 地震基本理論
    5.2 地震響應(yīng)譜
    5.3 地震載荷計算
        5.3.1 平臺按單質(zhì)點系統(tǒng)計算地震慣性力
        5.3.2 按多質(zhì)點系統(tǒng)計算地震慣性力
        5.3.3 地震引起的動水壓力計算
    5.4 地震響應(yīng)時程分析
        5.4.1 地震時程輸入
        5.4.2 模型動態(tài)時程分析
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3827262