【摘要】：全球海洋油氣資源儲量潛力巨大,開發(fā)前景良好。在人類邁向海洋時代的今天,海洋裝備制造業(yè)蓬勃發(fā)展。然而,海上工程作業(yè)并不像陸地作業(yè)方便自由。海上工程作業(yè)往往距離陸地較遠(yuǎn)。而直升機以其獨有的便捷性、實用性、安全性等特點,被廣泛應(yīng)用于各類船舶及海洋工程裝備上。特別是在一些大型船舶和海洋工程裝備上,比如自升式鉆井平臺等都設(shè)置有專門為直升機停留起降的直升機平臺。直升機在海洋開發(fā)的過程中大有用武之地,所以直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究必不可少。本文對目前直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)強度計算及其校核方法、研究現(xiàn)狀以及碰撞問題的研究進(jìn)行了總結(jié)和回顧。闡述了撞擊問題仿真所應(yīng)用的非線性有限元方法的相關(guān)理論和方法,翻譯分析了幾個主要船級社規(guī)范和直升機平臺設(shè)計相關(guān)的規(guī)范和法規(guī),并進(jìn)行了對比和總結(jié)。介紹了本課題所依托的工程背景以及相關(guān)設(shè)計參數(shù),對該型直升機平臺作業(yè)時復(fù)雜的組合工況進(jìn)行分析和梳理。根據(jù)工程圖紙對直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)和部分生活樓建立有限元模型,依據(jù)相關(guān)規(guī)范運用有限元軟件MSC.Nastran對該型直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行強度計算并校核。并對計算結(jié)果進(jìn)一步分析指出了該型直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)在服役時容易發(fā)生應(yīng)力集中的部位,在設(shè)計時應(yīng)對這些部位進(jìn)行加強。沖擊載荷是直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)的重要載荷,查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)少有對這個問題的探討和研究。直升機緊急降落時撞擊直升機平臺是一個復(fù)雜的瞬態(tài)響應(yīng)過程,在研究大量相關(guān)問題的文獻(xiàn)和船級社規(guī)范后,本文對直升機模型進(jìn)行一定的簡化,對直升機降落撞擊直升機平臺的過程利用非線性有限元軟件MSC.Dytran進(jìn)行了數(shù)值仿真。對直升機在緊急降落工況下以1.8m/s速度垂直撞擊平臺三個典型位置進(jìn)行了仿真,詳細(xì)分析了直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)的撞擊力、能量轉(zhuǎn)化等問題。同時也對該撞擊過程中的直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)的強度進(jìn)行了評估。結(jié)構(gòu)在危險位置被撞擊時仍然具有較大的剩余強度,所以在對本平臺校核時采用《CAP437》中規(guī)定的沖擊系數(shù)2.5是偏安全的,該直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)一步優(yōu)化,以減輕自重,節(jié)省鋼材。同時由于該型直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)的特點,不同的位置對直升機撞擊后運動的影響是不一樣的,因此緊急降落時應(yīng)盡量選取一些對直升機平衡有利的位置。
【圖文】：

然而，近年來隨著人類科技的不斷進(jìn)步，海上裝備制造業(yè)的不斷發(fā)光轉(zhuǎn)向海洋[1]。海洋的油氣資源非常豐富，據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）不含美國）海洋待發(fā)現(xiàn)石油資源量（含凝析油）548 億噸，待發(fā)現(xiàn)天然5 萬億立方米，分別占世界待發(fā)現(xiàn)油氣資源量的 47%和 46%。因此，全球儲量潛力巨大[2]，開發(fā)前景良好。統(tǒng)計，近 10 年來，我國新增石油產(chǎn)量約 50%來自海洋，2010 年甚至達(dá)到域油氣儲量十分可觀，而且勘探開發(fā)還處于早中期，工業(yè)化前景廣闊。海洋油氣資源能增強石油自給能力、有效緩解國內(nèi)油氣供需缺口，同時海洋強國意義重大。因此，海洋工程裝備的研究和開發(fā)對我國能源事業(yè)要。人類邁向海洋時代的今天，海洋裝備制造業(yè)蓬勃發(fā)展。針對各種作業(yè)條裝備應(yīng)運而生，尤其針對海洋油氣開發(fā)裝備（如下圖 1.1），它們種類繁，主要有導(dǎo)管架平臺、半潛式鉆井平臺、自升式鉆井平臺、浮式生產(chǎn)儲O）等等。

（如下圖 1.2），平臺可以依靠樁腿升降，通移動式平臺，通常用于深度為 400 英尺（120 平臺上裝載動力、鉆井機械、居住設(shè)備、器作業(yè)時，樁腿下放插入海底，平臺及平臺上海面的安全工作高度，，同時對樁腿預(yù)壓，從井后平臺下降到海面，拔出樁腿并全部提起，區(qū)。自升式鉆井平臺的優(yōu)點是所需鋼材較少行鉆井作業(yè)。井平臺作業(yè)逐步走向深水化。并且隨著技術(shù)平臺必將在鉆井能力、工作水深、可變載荷將來在一些水域取代造價昂貴的半潛式鉆井因此自升式鉆井平臺在當(dāng)今海洋資源開發(fā)過發(fā)的過程中發(fā)揮著不可替代的作用，所以針的研究對象就是國內(nèi)某船廠研發(fā)的 JU 某型自
【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】：2017
【分類號】：TE951

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉平;王林;;LS-DYNA軟件對某半潛式海洋平臺發(fā)生碰撞的分析[J];解放軍理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年05期

2 王進(jìn)鋒;張琴濤;顧藝;;穿梭油輪直升機平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計[J];船舶標(biāo)準(zhǔn)化工程師;2015年04期

3 張鵬飛;于興軍;欒蘇;楊雙業(yè);宋濤;;自升式鉆井平臺的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];石油機械;2015年03期

4 孫賢勝;劉佳;;關(guān)于中國石油跨進(jìn)海洋的戰(zhàn)略思考[J];國際石油經(jīng)濟;2013年09期

5 吳南;周炳;;某自升式平臺直升機甲板結(jié)構(gòu)評估[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2013年26期

6 張譚龍;高學(xué)靜;王壽軍;;半潛起重平臺的直升機平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度分析[J];船舶;2013年03期

7 劉超;李范春;;有限元仿真在船舶碰撞研究中的運用[J];大連海事大學(xué)學(xué)報;2013年01期

8 林一;李陳峰;田明琦;;船舶碰撞下自升式平臺結(jié)構(gòu)強度及主要撞擊參數(shù)分析[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報;2012年09期

9 程正順;胡志強;楊建民;;半潛式平臺結(jié)構(gòu)抗撞性能研究[J];振動與沖擊;2012年04期

10 黃如旭;劉剛;黃一;李勇;;自升式鉆井平臺上層建筑與直升機平臺結(jié)構(gòu)強度計算載荷分析[J];船海工程;2011年06期

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2 智廣信;船舶與浮式海洋平臺碰撞的動力響應(yīng)研究[D];江蘇科技大學(xué);2015年

3 金夢菊;船舶與自升式平臺碰撞的動力特性研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

4 胡永利;海洋平臺結(jié)構(gòu)碰撞分析及安全性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 何進(jìn)輝;深水鉆井船動力定位能力分析方法研究[D];中國艦船研究院;2012年

6 福萍;船舶與海洋平臺碰撞響應(yīng)與結(jié)構(gòu)損傷分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

7 高嵩;小型艇舷側(cè)耐撞結(jié)構(gòu)研究[D];上海交通大學(xué);2011年

8 張衛(wèi)文;民機機身艙段適墜性仿真分析研究[D];上海交通大學(xué);2011年

9 趙效東;海洋工程結(jié)構(gòu)物碰撞失效準(zhǔn)則研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

10 李艷貞;船舶與海上風(fēng)電站碰撞的數(shù)值仿真研究[D];上海交通大學(xué);2010年

本文編號：2519888