本文關(guān)鍵詞：SPAR平臺關(guān)鍵節(jié)點的腐蝕疲勞壽命研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：海洋平臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜,風(fēng)浪流載荷及腐蝕聯(lián)合作用下的腐蝕疲勞問題直接影響平臺的結(jié)構(gòu)完整性和使用安全性。SPAR平臺作為深水浮式生產(chǎn)系統(tǒng),動力性能優(yōu)良,在海洋工程中應(yīng)用日益廣泛,特別適用于深水油氣資源的開采。南海海洋環(huán)境復(fù)雜多變,海洋平臺結(jié)構(gòu)疲勞具有高周、變幅、非線性的特性,腐蝕造成的損傷呈現(xiàn)多變、無規(guī)律的特點,研究適合南海深水海域的SPAR平臺動力學(xué)性能,分析平臺的應(yīng)力響應(yīng)并預(yù)測其腐蝕疲勞壽命,對提高我國深水海域海洋平臺的開發(fā)能力和油氣資源的開采效率具有重要的現(xiàn)實意義。點蝕疲勞是海洋平臺主要的腐蝕損傷類型,本文根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn),建立點蝕坑模型,分析點蝕坑主要尺寸對結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中的貢獻(xiàn)作用,總結(jié)蝕坑尺寸的發(fā)展規(guī)律,通過有效應(yīng)力集中系數(shù)放大熱點應(yīng)力來考慮點蝕對疲勞的影響,結(jié)合臨界面能量法確定適合海洋平臺的腐蝕疲勞壽命計算方法：根據(jù)南海海洋環(huán)境狀況,參考DNV規(guī)范確定南海極限海況和工作海況下的環(huán)境參數(shù),建立適合南海海況的Truss SPAR平臺模型,對極限海況下的平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)響應(yīng)分析,通過頻域動力學(xué)響應(yīng)結(jié)果評估其運動性能,時域響應(yīng)結(jié)果評估其安全性能；計算工況下導(dǎo)纜器受力時間歷程,結(jié)合DNV定位系泊規(guī)范與API規(guī)范,確定平臺主體與系泊系統(tǒng)耦合點-導(dǎo)纜器的結(jié)構(gòu)形式和尺寸參數(shù),應(yīng)用確定的腐蝕疲勞壽命計算方法,估算以導(dǎo)纜器為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的SPAR平臺壽命。研究結(jié)果顯示點蝕群中主蝕坑的蝕坑深度對結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中影響最大,根據(jù)實測數(shù)據(jù)和仿真分析確定蝕坑有效應(yīng)力集中系數(shù)計算公式。確定工況和極限海況下南海風(fēng)浪流參數(shù),建立桁架式SPAR平臺模型,極限海況下頻域動力學(xué)結(jié)果顯示平臺運動性能良好,時域動力學(xué)結(jié)果顯示平臺極限位移和系泊系統(tǒng)受力都在許用范圍之內(nèi),滿足安全性能。根據(jù)不同年限下應(yīng)力集中系數(shù)計算結(jié)果,放大熱點應(yīng)力應(yīng)變時間歷程,結(jié)合臨界面能量法計算導(dǎo)纜器的腐蝕疲勞壽命為224.0605年,滿足ABS規(guī)范下深水浮式生產(chǎn)系統(tǒng)的局部設(shè)計壽命要求。
【關(guān)鍵詞】：海洋工程 應(yīng)力集中 動力學(xué)響應(yīng) 腐蝕疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE985
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.2 SPAR平臺分類11-12
• 1.3 腐蝕疲勞的機(jī)理12-14
• 1.4 腐蝕疲勞壽命方法綜述14-21
• 1.4.1 疲勞方法綜述14-18
• 1.4.2 腐蝕研究方法18-21
• 1.5 研究內(nèi)容與技術(shù)路線21-23
• 2 點蝕坑缺口疲勞的應(yīng)力集中發(fā)展趨勢23-37
• 2.1 點蝕坑缺口的應(yīng)力集中趨勢23-31
• 2.1.1 蝕坑模型的建立23-25
• 2.1.2 整體結(jié)構(gòu)厚度對有效應(yīng)力集中系數(shù)的影響25-26
• 2.1.3 蝕坑幾何尺寸對有效應(yīng)力集中系數(shù)的影響26-29
• 2.1.4 點蝕群對有效應(yīng)力集中系數(shù)的影響29-31
• 2.2 蝕坑發(fā)展規(guī)律31-34
• 2.2.1 蝕坑徑深比的發(fā)展規(guī)律31-32
• 2.2.2 蝕坑深度的發(fā)展規(guī)律32-34
• 2.3 點蝕疲勞壽命計算方法34-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 3 SPAR平臺動力響應(yīng)分析37-54
• 3.1 海洋環(huán)境參數(shù)的確定37-41
• 3.1.1 極限海況的確定37-39
• 3.1.2 工作海況的確定39-41
• 3.2 SPAR平臺模型的建立41-45
• 3.2.1 平臺主體結(jié)構(gòu)設(shè)計42-44
• 3.2.2 系泊系統(tǒng)設(shè)計44-45
• 3.3 SPAR平臺動力響應(yīng)分析45-53
• 3.3.1 SPAR平臺頻域分析46-49
• 3.3.2 SPAR平臺時域動力學(xué)分析49-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 4 導(dǎo)纜器腐蝕疲勞壽命估算54-68
• 4.1 導(dǎo)纜器結(jié)構(gòu)54-57
• 4.2 導(dǎo)纜器腐蝕疲勞壽命估算57-67
• 4.2.1 不同時刻危險點應(yīng)力應(yīng)變計算58-62
• 4.2.2 點蝕作用下的有效應(yīng)力集中系數(shù)變化62-63
• 4.2.3 腐蝕疲勞壽命計算63-67
• 4.3 本章小結(jié)67-68
• 5 結(jié)論與展望68-70
• 5.1 結(jié)論68-69
• 5.2 研究工作展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73-74
• 個人簡歷74
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74

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  本文關(guān)鍵詞：SPAR平臺關(guān)鍵節(jié)點的腐蝕疲勞壽命研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：333924