張力腿平臺(tái)(TLP平臺(tái))作為一種用于中深海石油開采的海洋平臺(tái),主要特點(diǎn)是通過張力筋腱系統(tǒng)將平臺(tái)主體與海底樁基連接起來,從而限定平臺(tái)縱向位移,使具有良好的穩(wěn)定性。目前我國還沒有TLP采油平臺(tái)。論文主要工作是TLP平臺(tái)張力筋腱連接器的設(shè)計(jì)和連接器承載部件的疲勞性能分析與試驗(yàn)研究。根據(jù)TLP平臺(tái)張力筋腱連接器的實(shí)際工況受力分析,完成了張力腿平臺(tái)張力筋腱連接器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對張力筋腱連接器的承載部件(柔性體)進(jìn)行了受力分析;為了更加準(zhǔn)確地獲得柔性體的力學(xué)性能,對柔性體進(jìn)行了縮比模型設(shè)計(jì)研究,以此便于進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。針對張力筋腱連接器柔性體疲勞壽命的計(jì)算與分析,完成橡膠力學(xué)試驗(yàn),得到了柔性體橡膠材料的Yeoh本構(gòu)模型材料參數(shù)。通過柔性體橡膠的分析及裂紋擴(kuò)展試驗(yàn),建立了以裂紋擴(kuò)張速率、開裂能為變量的橡膠疲勞壽命計(jì)算表達(dá)式。通過橡膠的單軸拉伸疲勞試驗(yàn)獲得了?-N曲線,得到了柔性體裂紋萌生的疲勞壽命;通過仿真分析確定裂紋擴(kuò)展至疲勞失效的裂紋長度,獲得了柔性體裂紋擴(kuò)展的疲勞壽命。采用Palmgren-Miner線性疲勞損傷累計(jì)法則,驗(yàn)證了理論計(jì)算的壽命符合設(shè)計(jì)要求。為了得到張力筋腱連接器柔性體疲勞壽命預(yù)測結(jié)果,研制了一種新型的疲勞試驗(yàn)裝置。研究了疲勞試驗(yàn)裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)中承載力集中的位置,對疲勞試驗(yàn)裝置進(jìn)行的力學(xué)仿真分析,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。通過對疲勞試驗(yàn)的負(fù)載分析,完成了液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。提出了進(jìn)行張力筋腱連接器陸地和水下安裝試驗(yàn)的研究方法,完成了陸地水池安裝試驗(yàn),驗(yàn)證了張力筋腱連接器結(jié)構(gòu)的合理性和安裝的可行性。獲得了張力筋腱連接器柔性體疲勞壽命預(yù)測的結(jié)果,進(jìn)行了柔性體的疲勞試驗(yàn),對理論結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較,驗(yàn)證了疲勞壽命預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。論文通過對張力筋腱連接器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及承載部件的疲勞性能分析,為張力腿平臺(tái)張力筋腱連接器的后續(xù)研究和工程化應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TE951
【部分圖文】：

（a）半潛式平臺(tái) （b）張力腿平臺(tái) （c）單柱式平臺(tái)圖 1.1 海洋平臺(tái)類型年來，國內(nèi)各個(gè)研究機(jī)構(gòu)都在致力于研究一套可進(jìn)行開采石油的自主研發(fā)這對于南海油氣開發(fā)具有重大意義。課題來源于國家工信部“500 米水深油田生產(chǎn)裝備 TLP 自主研發(fā)”項(xiàng)目

（c）最小水線面 TLP 平臺(tái) （d）海星式 TLP 平臺(tái)圖 1.2 不同張力腿平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖我國海洋油氣開發(fā)仍然集中在淺海流域，雖然在海油開采作業(yè)中也取是對于 500 米以上海域開采油氣的技術(shù)，仍有大片空白。不僅僅是平及加工問題，還有國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施加工設(shè)備落后、管理思想滯后等等問

圖1.3張力筋腱及連接器連接方式
【參考文獻(xiàn)】

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1 王昊;危銀濤;;橡膠疲勞研究綜述[J];輪胎工業(yè);2015年10期

2 管文浩;;深海海洋平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀及特性研究[J];中小企業(yè)管理與科技(中旬刊);2015年09期

3 張濤;王寧昌;程鑫;姜峰;;銷軸設(shè)計(jì)方法的比較研究[J];機(jī)械強(qiáng)度;2015年03期

4 陳家照;黃閩翔;王學(xué)仁;王珽;;幾種典型的橡膠材料本構(gòu)模型及其適用性[J];材料導(dǎo)報(bào);2015年S1期

5 李曉武;;汽車用橡膠襯套介紹[J];特種橡膠制品;2015年02期

6 歐陽素芳;王麗靜;;橡膠疲勞失效行為的研究進(jìn)展[J];橡膠科技;2015年03期

7 上官文斌;王小莉;段小成;劉國兵;閻礁;;變幅載荷下隔振器橡膠材料裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)及建模方法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年08期

8 危銀濤;方慶紅;金狀兵;馮希金;;填充橡膠本構(gòu)模型研究進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2014年05期

9 王文濤;上官文斌;段小成;姚斌輝;;基于線性疲勞累計(jì)損傷橡膠懸置疲勞壽命預(yù)測研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2012年10期

10 覃海鷹;賈良現(xiàn);楊華高;;直升機(jī)旋翼彈性軸承失效影響分析[J];直升機(jī)技術(shù);2011年04期

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1 汪艷萍;橡膠材料多軸疲勞壽命及微觀結(jié)構(gòu)研究[D];天津大學(xué);2007年

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1 楊榮華;復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下橡膠球鉸承載特性與疲勞壽命研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2013年

2 李輝;張力腿平臺(tái)水動(dòng)力響應(yīng)與總體強(qiáng)度研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

3 李嘉興;汽車傳動(dòng)帶疲勞壽命試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];長春理工大學(xué);2011年

4 尹素仙;橡膠球鉸的剛度與疲勞壽命分析[D];湘潭大學(xué);2010年

5 王禹;雙質(zhì)量飛輪扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)臺(tái)的研究[D];長春理工大學(xué);2010年

6 李牧;南海張力腿平臺(tái)優(yōu)化選型研究[D];天津大學(xué);2010年

7 羅劍波;基于FPGA的高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器的研制[D];浙江工業(yè)大學(xué);2002年

本文編號(hào)：2835464