北極海上油氣資源十分豐富,隨著陸地及近海油氣資源的日益枯竭,極地海域的油氣資源開發(fā)吸引了世界各國的注意。半潛式海洋平臺由于適于深水作業(yè),適應(yīng)能力強(qiáng),在極地開發(fā)中占據(jù)重要地位。但是目標(biāo)平臺所處的極地環(huán)境惡劣,常年遭受各種復(fù)雜環(huán)境載荷的持續(xù)作用,平臺發(fā)生疲勞破壞的概率較高。因此,針對極地條件下半潛式平臺進(jìn)行疲勞壽命研究具有重要的實際工程意義。本文基于結(jié)構(gòu)在波浪中運動和脆性材料的破碎理論,分別模擬了平臺結(jié)構(gòu)在波浪和海冰作用下的時程響應(yīng)。利用已驗證的數(shù)值方法,分別研究了波浪,海冰作用下半潛式平臺的運動響應(yīng)及平臺結(jié)構(gòu)在不同海況下的強(qiáng)度狀況;基于Miner理論初步評估了目標(biāo)平臺在不同關(guān)鍵區(qū)域的疲勞預(yù)估壽命。結(jié)果認(rèn)為在波浪環(huán)境載荷作用下,半潛平臺的立柱-橫撐處最易產(chǎn)生疲勞破壞,而在海冰載荷作用下應(yīng)力危險區(qū)域大多發(fā)生在結(jié)構(gòu)-海冰直接作用區(qū)域及相近區(qū)域,和目標(biāo)平臺的立柱-橫撐連接處,所以將海冰碰撞區(qū)域和立柱-橫撐區(qū)域確定為疲勞分析的關(guān)鍵區(qū)域�？紤]效率和計算精度等因素,在對波浪載荷下進(jìn)一步的目標(biāo)平臺疲勞分析中,利用插值法對確定的重要區(qū)域建立了子模型;并基于譜方法,選取恰當(dāng)?shù)牟ɡ松⒉紙D并計算得到了關(guān)鍵區(qū)域的... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

OceanRanger平臺傾覆過程

圖 2-1 目標(biāo)平臺水動力模型press 劃分網(wǎng)格過程中，設(shè)定的域值為 500m*400m*100m，在進(jìn)化之后共有網(wǎng)格 1352349 個；在利用 Fine/Marine 計算波浪載水線截面外側(cè)設(shè)置四個下錨點，設(shè)置錨鏈頂端與水平面夾6 個自由度的運動類型為 solved，設(shè)置工作水深 1500 m，工作 m。為提高結(jié)果的收斂性，在考慮浪向角的影響時，通過更改非旋轉(zhuǎn)計算域內(nèi)的水動模型實現(xiàn)。構(gòu)質(zhì)量模型的建立文所涉及的目標(biāo)平臺為服役于極地海域的某新型半潛式平臺，作水深 1500m，最大甲板載荷 6000t，設(shè)計服務(wù)溫度為-20℃， 130 人，并進(jìn)行過結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)化[52]，適合極地條件下惡劣復(fù)雜該平臺主要由上層箱式甲板，四個對稱立柱，兩個水下浮體以成，其主要尺寸如表 2-1 所示（單位：m）。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士論文表 2-2 甲板載荷密度(kg/m2)載荷密度 載荷區(qū)域 3910 泥漿泵房 ） 1710 袋裝品存儲區(qū) 1950 中層甲板庫房 5860 繼電器室 2441 振動篩 48800 泥漿處理房 8790 機(jī)艙與應(yīng)急發(fā)電機(jī)房 8790 居住甲板 8790 生活區(qū)頂甲板

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]波浪-浮冰作用下冰區(qū)船舶阻力性能試驗[J]. 郭春雨,王帥,田太平,徐佩.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2017(10)
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[4]波浪非線性對導(dǎo)管架平臺疲勞壽命評估的影響[J]. 章海亮,董科.  船舶工程. 2015(11)
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博士論文
[1]冰單軸壓縮強(qiáng)度與影響因素試驗研究[D]. 張麗敏.大連理工大學(xué) 2012
[2]波浪對深海海洋平臺作用的時域模擬[D]. 耿寶磊.大連理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]深水平臺關(guān)鍵節(jié)點疲勞壽命評估研究[D]. 章海亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]非線性波浪力對海洋平臺疲勞壽命評估的影響研究[D]. 丁偉宸.中國海洋大學(xué) 2014
[3]超大型浮體多模塊柔性連接結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究[D]. 劉超.中國艦船研究院 2014
[4]焊接殘余應(yīng)力對半潛式海洋平臺關(guān)鍵節(jié)點疲勞壽命影響研究[D]. 唐昌德.江蘇科技大學(xué) 2014
[5]冰與直立型及錐型結(jié)構(gòu)的相互作用力分析[D]. 張帥.哈爾濱工程大學(xué) 2013



本文編號：3027456