【摘要】：油氣能源的開(kāi)采工作已經(jīng)達(dá)到了前所未有的高峰,各沿海油氣大國(guó)加大了對(duì)深水區(qū)油氣能源勘探開(kāi)發(fā)的重視力度,投入了大量的人力和資金用于研究深海區(qū)油氣鉆井技術(shù)和裝備。深水海洋平臺(tái)在服役期間常年遭受風(fēng)、浪、流等復(fù)雜載荷的反復(fù)作用,結(jié)構(gòu)極易發(fā)生疲勞破壞。因此,針對(duì)深水平臺(tái)結(jié)構(gòu)物的疲勞相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)深入的研究有著非常重要的意義。本文基于自由浮體在波浪中運(yùn)動(dòng)理論和頻域GREEN函數(shù)方法得出了無(wú)航速自由浮體的頻域運(yùn)動(dòng)方程,并以圓球浮體為研究對(duì)象,進(jìn)行了頻域內(nèi)的水動(dòng)力分析,驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的可靠性。根據(jù)已確定的數(shù)值模擬方法研究了波浪中深水平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng),采用載荷轉(zhuǎn)化程序把水動(dòng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成面元壓力載荷并施加到平臺(tái)的整體有限元模型上,進(jìn)行了不同海況下的強(qiáng)度分析。分析結(jié)果表明:在各種典型的海況載荷作用下,目標(biāo)平臺(tái)的立柱和橫撐連接處的應(yīng)力響應(yīng)最明顯,因此將該部位確定為疲勞分析的關(guān)鍵部位。為提高計(jì)算效率和計(jì)算精度,對(duì)關(guān)鍵部位建立了精細(xì)子模型,采用多邊界插值法對(duì)子模型進(jìn)行了邊界插值,計(jì)算了關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)在各海況下的應(yīng)力響應(yīng)傳遞函數(shù)�；贛iner累積損傷理論和S-N曲線法評(píng)估了各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命。分析結(jié)果表明:各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命都達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)要求,立柱和橫撐連接處的疲勞壽命最短。在疲勞壽命分析過(guò)程中,有很多不確定的影響因素,波浪的非線性因素就是重要的影響因素之一�；诰�性和非線性波浪理論,以橫撐結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象進(jìn)行了疲勞壽命評(píng)估,研究了波浪的非線性對(duì)疲勞壽命評(píng)估的影響。分析結(jié)果表明:同種海況下,非線性波水質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度在范圍大的波谷處略小于線性波的結(jié)果,在范圍小的波峰處略大于線性波的結(jié)果,從總體上看,非線性波理論下得到的波浪力偏小;在不同海況載荷作用下,波浪的非線性程度與波高密切相關(guān),波高越大,波浪的非線性程度越明顯;基于兩種波浪理論下的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命不同,在三種不同的阻尼比情況下,相比線性波浪理論而言,基于非線性波浪理論所得到的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)疲勞壽命都偏大。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE95

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2 牟星s，

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