發(fā)布時間：2020-04-12 17:20

【摘要】：自升式海洋平臺由于其定位能力強、作業(yè)穩(wěn)定性好被廣泛應用于大陸架海域的油氣勘探開發(fā)中。楔塊作為自升式海洋平臺升降裝置的重要輔助構件,在平臺的作業(yè)過程中起著固定樁腿的作用。平臺在站立狀態(tài)下工作,不僅承受自身的重力和可變載荷,而且長期受到風、浪、流等惡劣海況作用,楔塊極易損毀,需要頻繁更換。為節(jié)約成本、增強平臺安全性,迫切需要開展長壽命楔塊結構形式研究。本文以“渤海七號”自升式平臺為研究對象,采用有限元直接計算法,開展了典型工況下楔塊靜強度研究,對比分析了風暴自存、正常作業(yè)以及升降工況下平臺楔塊的應力分布規(guī)律;探討了楔塊疲勞壽命評估方法,針對楔塊熱點進行了疲勞損傷和壽命估算;研究楔塊開孔數量、腹板厚度以及加筋對楔塊疲勞損傷和壽命的影響,指出加筋楔塊為抗疲勞楔塊的合理結構形式。論文主要研究內容和結論如下:(1)自升式海洋平臺在風暴自存、正常作業(yè)以及升降工況下平臺楔塊的應力場峰值隨浪向角變化而變化,當浪向角接近46度時,楔塊腹板下半部孔口區(qū)域均出現應力場峰值的極大值,且最大應力值出現在風暴自存工況;(2)根據平臺作業(yè)海區(qū)海況特點,選擇疲勞分析的載荷工況,采用與材料相匹配的非對稱循環(huán)(r=-0.5)指數型S-N曲線,以及利用Palmgren-Miner線性累計損傷準則,建立了平臺楔塊的疲勞壽命評估方法;利用該方法估算了平臺楔塊熱點的疲勞壽命,其結果與應用方提供的楔塊壽命基本一致,驗證了本文評估方法的合理性;(3)利用上述平臺楔塊的疲勞壽命評估方法,開展了影響楔塊疲勞損傷的結構幾何因素研究,獲得了楔塊開孔數量、腹板厚度以及加筋對楔塊疲勞損傷和壽命的影響規(guī)律;通過對比分析,得出了加筋楔塊為抗疲勞楔塊的合理結構形式的結論。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P75

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本文編號：2624983