本文關(guān)鍵詞：基于響應(yīng)面方法的Spar平臺可靠性分析

  更多相關(guān)文章： Spar平臺 可靠度分析 響應(yīng)面方法 錨鏈腐蝕

【摘要】：在深海油氣開發(fā)中,相比于其他海洋石油平臺,Spar平臺的運動性能更好,經(jīng)濟效益更高,隨著世界能源需求的進一步擴大,Spar平臺在深海油氣開發(fā)中也越來越受歡迎。在深海環(huán)境中,作業(yè)條件惡劣,同時又具有隨機性,因此把握服役期問內(nèi)Spar平臺的失效概率具有重要的意義。本論文利用ANSYS強大的有限元計算功能,并結(jié)合響應(yīng)面方法運用MATLAB編制相應(yīng)的程序,對Spar平臺不同失效模式下的可靠度進行模擬計算,為Spar平臺的安全評定提供了技術(shù)參考。首先,介紹了主要的深海平臺浮式結(jié)構(gòu),并分析對比了深海平臺的主要優(yōu)缺點,同時歸納了世界范圍內(nèi)浮式平臺重大事故；介紹了Spar平臺的發(fā)展歷程,并分別闡述了三代Spar平臺的局限性和優(yōu)越性,本文所研究的平臺為第二代Truss Spar平臺；介紹了國內(nèi)外有關(guān)海洋平臺可靠度的研究現(xiàn)狀,強調(diào)了對Spar平臺可靠性研究的重要性。其次,分析比較了中心點方法、驗算點方法、蒙特卡洛方法和響應(yīng)面方法的優(yōu)點和不足,針對本文所研究的大型復(fù)雜的Spar平臺結(jié)構(gòu),最終確定通過ANSYS對展開點坐標(biāo)進行相關(guān)計算,初步擬合響應(yīng)面方程,再利用MATLAB編制相應(yīng)的響應(yīng)面程序,通過迭代計算,從而求出滿足工程精度要求的可靠指標(biāo),并給出了Spar平臺可靠度分析的流程圖。接著,對風(fēng)、浪、流等環(huán)境荷載進行不確定性分析,并給出了概率模型統(tǒng)計參數(shù)；Spar平臺結(jié)構(gòu)功能要求和可能的失效特征,考慮了結(jié)構(gòu)整體控制截面彎曲強度超過材料強度、平臺平動位移超過結(jié)構(gòu)規(guī)定許用位移、平臺傾角超過平臺穩(wěn)性規(guī)定的許用傾角三種主要失效模式,分別建立功能函數(shù),并計算確定相應(yīng)失效模式下平臺的響應(yīng)面方程和可靠度指標(biāo)。最后,考慮錨鏈腐蝕對Spar平臺結(jié)構(gòu)可靠度的影響,分別計算了平臺服役5年、10年、15年和20年時間錨鏈腐蝕后平臺的可靠度,總結(jié)了可靠指標(biāo)變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)考慮錨鏈腐蝕對可靠度的影響較小,并對原因進行了解釋分析。本論文的研究對Spar平臺的設(shè)計提供了可靠度校核方面的支持,并對在役平臺在極端海況下的安全評估提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：Spar平臺 可靠度分析 響應(yīng)面方法 錨鏈腐蝕
【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】：2015
【分類號】：U674.38
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 研究背景和意義9-13
• 1.2 Spar平臺概況及其發(fā)展歷程13-17
• 1.2.1 Spar平臺簡介13-14
• 1.2.2 Spar平臺的發(fā)展歷程14-17
• 1.3 Spar平臺在中國南海的應(yīng)用前景17-18
• 1.4 海洋平臺可靠性分析研究18-19
• 1.4.1 海洋平臺結(jié)構(gòu)可靠度研究的起源18
• 1.4.2 國內(nèi)外海洋平臺結(jié)構(gòu)可靠度研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 本文研究內(nèi)容19-20
• 2 Spar平臺結(jié)構(gòu)可靠性分析方法20-33
• 2.1 引言20
• 2.2 結(jié)構(gòu)可靠性分析方法20-29
• 2.2.1 中心點法20-21
• 2.2.2 驗算點法21-26
• 2.2.3 蒙特卡洛法26
• 2.2.4 響應(yīng)面方法26-29
• 2.3 基于ANSYS和MATLAB的可靠性指標(biāo)計算方法29-31
• 2.4 Spar平臺可靠性分析方法及流程31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 Spar平臺結(jié)構(gòu)可靠性分析33-52
• 3.1 引言33
• 3.2 Spar平臺結(jié)構(gòu)基本信息33-44
• 3.2.1 Spar平臺結(jié)構(gòu)模型33-37
• 3.2.2 Spar平臺結(jié)構(gòu)荷載及其統(tǒng)計特征37-43
• 3.2.3 Spar平臺結(jié)構(gòu)抗力確定43-44
• 3.3 Spar平臺結(jié)構(gòu)功能函數(shù)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)44-46
• 3.3.1 Spar平臺結(jié)構(gòu)功胃自函數(shù)44
• 3.3.2 Spar平臺水動力模型和運動響應(yīng)44-46
• 3.4 Spar平臺結(jié)構(gòu)可靠度分析46-51
• 3.4.1 控制截面和設(shè)計波參數(shù)46-48
• 3.4.2 荷載概率模型統(tǒng)計參數(shù)48-50
• 3.4.3 可靠指標(biāo)計算50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 錨纜腐蝕對Spar平臺結(jié)構(gòu)可靠度的影響52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 錨纜腐蝕速率模型52-56
• 4.2.1 腐蝕速率影響因素52-54
• 4.2.2 腐蝕速率模型54-55
• 4.2.3 均勻腐蝕概率模型55-56
• 4.2.4 腐蝕量的計算56
• 4.3 Spar平臺結(jié)構(gòu)功能函數(shù)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)56-65
• 4.3.1 腐蝕對Spar平臺錨纜參數(shù)的影響56-58
• 4.3.2 不同服役年限Spar平臺可靠度的計算58-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況71-72
• 致謝72-73

【共引文獻】

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本文編號：998450