【摘要】：隨著海洋油氣資源的不斷開采,服役的海洋平臺的數(shù)量也在逐年遞增。由于海洋平臺服役環(huán)境特殊,國內(nèi)外海洋平臺的事故累有發(fā)生,帶來的巨大的經(jīng)濟損失,因此對海洋平臺全壽命周期的適用性及結(jié)構(gòu)改進設(shè)計的研究具有重要的工程意義。通過建立結(jié)構(gòu)完整性管理系統(tǒng),實現(xiàn)對平臺服役全壽命周期的動態(tài)監(jiān)測及評估是被認(rèn)為目前保證平臺安全運行的有效方法。本文在國內(nèi)外海洋工程設(shè)計規(guī)范以及有限元軟件的基礎(chǔ)上,通過對平臺數(shù)據(jù)分析、安全評估以及檢驗技術(shù)的研究,設(shè)計了針對鋼制導(dǎo)管架海洋平臺的結(jié)構(gòu)完整性管理系統(tǒng)的界面,在此基礎(chǔ)上進一步對南海和東海兩個海洋平臺進行了確定性評估和可靠性風(fēng)險評估,最后,考慮導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)的可靠性標(biāo)準(zhǔn),建立了海洋平臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型,并基于代理模型的優(yōu)化理論完成了優(yōu)化求解,優(yōu)化結(jié)果可為海洋平臺結(jié)構(gòu)的改造提供理論依據(jù)。本文主要內(nèi)容如下:首先,設(shè)計了導(dǎo)管架海洋平臺結(jié)構(gòu)完整性管理系統(tǒng)界面。在海洋工程結(jié)構(gòu)分析軟件SACS以及國內(nèi)外海工結(jié)構(gòu)規(guī)范的基礎(chǔ)上,通過對完整性的四個要素:數(shù)據(jù)、評估、檢驗、實施的研究,設(shè)計了完整性管理系統(tǒng)四個模塊的人工交互界面,各個模塊之間相互關(guān)聯(lián),實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的不斷更新、平臺的動態(tài)評估以及針對性的檢測。在界面軟件開發(fā)人員的協(xié)助下,完成了導(dǎo)管架海洋平臺結(jié)構(gòu)完整性管理系統(tǒng)界面的開發(fā)工作,同時通過數(shù)據(jù)庫和有限元模型的聯(lián)動,方便了用戶對平臺的管理工作。然后,對導(dǎo)管架海洋平臺結(jié)構(gòu)安全可靠性分析和風(fēng)險評估。對平臺完整性管理的核心評估部分,本文介紹了基于SACS軟件的確定性評估技術(shù),包括靜力、疲勞評估及倒塌評估的分析原理和流程�？紤]到海洋平臺環(huán)境載荷的隨機性,根據(jù)可靠性分析理論,參考海洋平臺構(gòu)件安全評估標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建極限狀態(tài)方程,結(jié)合國內(nèi)外對海洋環(huán)境荷載以及結(jié)構(gòu)抗力的統(tǒng)計規(guī)律,確定狀態(tài)方程中的隨機變量的分布函數(shù),對海洋平臺構(gòu)件進行了可靠性分析。通過引入風(fēng)險概念,建立構(gòu)件評估的風(fēng)險矩陣,對導(dǎo)管架平臺的構(gòu)件進行了風(fēng)險評估。分別以南海和北海兩個平臺為例,說明了上述評估方法的可行性和合理性。最后,基于平臺可靠性評估標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)管架海洋平臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計�；贙riging代理模型構(gòu)造平臺評估標(biāo)準(zhǔn)與構(gòu)件尺寸之間的響應(yīng)函數(shù),在滿足海洋平臺評估標(biāo)準(zhǔn)的約束條件下,極小化平臺重量,建立了海洋平臺結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化設(shè)計模型,并采用模擬退火算法進行序列優(yōu)化求解,得到了平臺安全評估范圍內(nèi)的最優(yōu)設(shè)計,為老齡海洋平臺的改造提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE95

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本文編號：2806299