發(fā)布時間：2020-05-25 06:41

【摘要】：隨著海洋油氣資源勘探開發(fā)逐步向深水發(fā)展,自升式平臺所處的海洋環(huán)境條件愈加惡劣。由于自升式平臺整體結(jié)構(gòu)柔性較大,隨著工作水深的增加,振動頻率降低,對環(huán)境激勵的響應(yīng)愈加明顯,極易發(fā)生共振現(xiàn)象,造成整體結(jié)構(gòu)響應(yīng)過大而影響使用安全性。因此,對自升式平臺在位工況進行非線性動力響應(yīng)分析和性能評估就顯得尤為重要。本文就自升式平臺在位結(jié)構(gòu)強度評估非線性方法研究展開了以下工作:(1)分析并確定了自升式平臺在位工況下的風、波浪及海流載荷。著重對比分析了約束New Wave波浪理論相對于確定性波浪理論(設(shè)計波)和完全時域模擬的隨機波浪理論的優(yōu)越性,即在綜合考慮實際波浪的隨機性、譜性和非線性的基礎(chǔ)上通過預(yù)設(shè)最大波高節(jié)省了計算機時;采用Welch算法驗證了選擇P-M譜作為波浪功率譜的有效性。(2)開展了自升式平臺在位工況下的非線性動力響應(yīng)分析,以確定慣性載荷。首先,在建立結(jié)構(gòu)、樁基及波浪載荷模型基礎(chǔ)上,進行了自升式平臺模態(tài)分析,通過分析結(jié)果驗證了非線性彈簧樁基模型相對于固支、鉸支和線性彈簧三種樁基模型的合理性和有效性;其次基于約束New Wave波浪理論和非線性彈簧樁土模型,進行了平臺的非線性動力響應(yīng)分析,通過對比動態(tài)及準靜態(tài)響應(yīng)分析的結(jié)果,計算了甲板最大位移、基底剪力和傾覆力矩的動力放大系數(shù),從而確定了平臺的慣性載荷;相對于隨機波浪法,驗證了所提方法的有效性。(3)基于動力分析確定的慣性載荷,進行了自升式平臺在位工況下的非線性結(jié)構(gòu)強度評估。不同于動力分析模型,在靜態(tài)結(jié)構(gòu)強度評估時建立了詳細的自升式平臺三維有限元模型;施加載荷除了風、波浪和海流載荷之外,還包括功能載荷、P-△效應(yīng)和慣性載荷,在此基礎(chǔ)上對平臺結(jié)構(gòu)進行屈服結(jié)構(gòu)強度評估和屈曲強度評估,評估結(jié)果滿足要求。
【圖文】：

圖 1.2 桁架式樁腿自升式平臺 圖 1.3 圓柱形樁腿自升式平臺自升式平臺在位工況包括正常作業(yè)工況和風暴自存工況，其中正常作業(yè)工況是臺的主要存在形式，風暴自存工況是自升式平臺所遭受的最惡劣工況之一。本定在位況下的風、浪、流等環(huán)境載荷，，正確處理邊界條件等關(guān)鍵技術(shù)問題，研

圖 1.2 桁架式樁腿自升式平臺 圖 1.3 圓柱形樁腿自升式平臺自升式平臺在位工況包括正常作業(yè)工況和風暴自存工況，其中正常作業(yè)工況是臺的主要存在形式，風暴自存工況是自升式平臺所遭受的最惡劣工況之一。本定在位況下的風、浪、流等環(huán)境載荷，正確處理邊界條件等關(guān)鍵技術(shù)問題，研
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U661.4;U674.38

【參考文獻】

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1 楊勇;趙南;曾驥;袁洪濤;;自升式鉆井平臺結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)研究與等效建模要點分析[J];船舶工程;2015年09期

2 鄧澤懷;劉波波;李彥良;;常見的功率譜估計方法及其Matlab仿真[J];電子科技;2014年02期

3 陳小健;吳慶;張道明;;基于海浪譜的風暴潮海浪數(shù)值仿真與功率譜估計[J];齊齊哈爾大學學報(自然科學版);2014年01期

4 林一;胡安康;孫建;;自升式平臺風載荷的空氣動力學干擾研究[J];船舶與海洋工程;2013年02期

5 嵇春艷;劉聰;;隨機波浪載荷作用下深水自升式海洋平臺動力響應(yīng)分析[J];造船技術(shù);2012年05期

6 李紅濤;;自升式移動平臺結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)研究[J];中國海洋平臺;2011年03期

7 劉贊強;張寧川;;基于Longuet-Higgins模型的畸形波模擬方法[J];水道港口;2010年04期

8 許景波;邊信黔;付明玉;;長峰波海浪的數(shù)值模擬仿真與頻譜估計[J];哈爾濱理工大學學報;2010年04期

9 曹明強;王磊;周利;;深水半潛平臺風載荷試驗分析[J];實驗室研究與探索;2009年09期

10 張峰;石現(xiàn)峰;張學智;;Welch功率譜估計算法仿真及分析[J];西安工業(yè)大學學報;2009年04期

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2 任憲剛;深淺海自升式平臺結(jié)構(gòu)非線性分析方法研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

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1 錢浩;自升式平臺動態(tài)響應(yīng)特性及其控制研究[D];江蘇科技大學;2015年

2 陳小健;風暴潮作用下在役海洋導管架平臺疲勞可靠度研究[D];江蘇科技大學;2014年

3 孫希興;極端海況錦州JZ20-2平臺的風險評估[D];中國海洋大學;2005年

4 陸浩華;自升式海洋平臺結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析[D];武漢理工大學;2005年

本文編號：2679736