發(fā)布時(shí)間：2018-08-13 12:56

【摘要】：起放樁過(guò)程是自升式海洋平臺(tái)動(dòng)力響應(yīng)研究的關(guān)鍵之一。放樁是將樁腿下放至海底的過(guò)程,起樁是將樁腿從海底向上起升的過(guò)程。樁腿起放過(guò)程平臺(tái)處于漂浮狀態(tài),隨著樁腿的起放,樁腿與主體之間的相對(duì)位置不斷改變,平臺(tái)的某些結(jié)構(gòu)參數(shù)如重心、浮心等也會(huì)發(fā)生變化,從而引起包括固有頻率、剛度等在內(nèi)的平臺(tái)動(dòng)力學(xué)性能隨時(shí)間而不斷演化,并且平臺(tái)所承受的外部環(huán)境載荷也隨時(shí)間不斷變化。同時(shí)不同升降系統(tǒng)之間,升降系統(tǒng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間存在著復(fù)雜的相互作用關(guān)系。樁腿下放至觸底瞬間時(shí),升降系統(tǒng)承受巨大的沖擊載荷,嚴(yán)重影響平臺(tái)作業(yè)安全。鑒于此,本文基于有限元分析軟件和動(dòng)力學(xué)分析軟件,對(duì)起放樁過(guò)程中的平臺(tái)整體和升降系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)展開研究,主要工作如下:(1)考慮自升式平臺(tái)起放樁過(guò)程中處于漂浮狀態(tài),首先對(duì)平臺(tái)漂浮狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行分析。基于AQWA水動(dòng)力學(xué)軟件和ADAMS動(dòng)力學(xué)分析軟件,對(duì)自升式平臺(tái)六自由度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行仿真分析。以此為基礎(chǔ),研究樁腿不同起放位置下的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)幅值響應(yīng)算子RAO,以及平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)對(duì)海況等級(jí)、樁腿升降、波浪方向、樁腿剛?cè)嵝缘纫蛩氐拿舾行?為自升式平臺(tái)起放樁作業(yè)安全提供理論依據(jù)。(2)升降系統(tǒng)是自升式平臺(tái)的關(guān)鍵部分,起放樁過(guò)程承受動(dòng)載和重載,對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性的研究非常有必要�；贏DAMS軟件,對(duì)自升式平臺(tái)剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,進(jìn)而研究齒輪齒條升降系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)特性。重點(diǎn)對(duì)自升式平臺(tái)起放樁過(guò)程和觸底瞬間的升降系統(tǒng)齒輪齒條運(yùn)動(dòng)特性和接觸載荷進(jìn)行研究,并對(duì)升降系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性影響因素進(jìn)行對(duì)比分析。(3)平臺(tái)起放樁過(guò)程自身的動(dòng)力學(xué)性能不斷演化,同時(shí)承受的環(huán)境載荷也隨時(shí)間不斷變化,因此對(duì)其進(jìn)行整體動(dòng)力學(xué)分析有著重要的意義。基于ANSYS軟件對(duì)自升式平臺(tái)進(jìn)行模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)安全性能分析,研究樁腿不同起放位置下的平臺(tái)固有特性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變化,進(jìn)而研究樁腿起放對(duì)平臺(tái)整體動(dòng)力學(xué)性能的影響,為自升式平臺(tái)起放樁作業(yè)安全提供理論依據(jù)。
[Abstract]:The process of pile lifting is one of the key points in the study of dynamic response of jack-up offshore platform. Piling is the process of lowering the leg of the pile to the bottom of the sea and lifting the leg of the pile from the bottom of the sea. The platform is floating in the process of pile-leg lifting, and the relative position between the pile-leg and the main body changes continuously with the pile-leg release, and some structural parameters of the platform, such as the center of gravity and the floating center, will also change, resulting in the natural frequency. The dynamic performance of the platform, including stiffness and so on, evolves with time, and the external environmental load of the platform changes with time. At the same time, there is a complex interaction relationship between the motion of the lifting system mechanism and the structural response of the platform system. When the pile leg is lowered to the bottom, the lifting system is subjected to huge impact load, which seriously affects the safety of platform operation. In view of this, based on finite element analysis software and dynamic analysis software, the dynamic response of the whole platform and lifting system in the process of pile lifting and releasing is studied in this paper. The main work is as follows: (1) considering the floating state of the lifting platform, the motion response of the platform in the floating state is analyzed firstly. Based on AQWA hydrodynamic software and ADAMS dynamic analysis software, the six degree of freedom motion response of the jack-up platform is simulated and analyzed. Based on this, the amplitude response operator RAO of platform motion in different position of pile leg is studied, and the sensitivity of platform motion response to sea condition grade, lifting and lifting of pile leg, wave direction, stiffness and flexibility of pile leg are studied. (2) lifting and lifting system is the key part of self-lifting platform, and it is necessary to study the dynamic characteristics of the lifting pile. Based on ADAMS software, the dynamic analysis of the rigid-flexible coupling model of the jack-up platform is carried out, and the motion and dynamic characteristics of the gear rack lifting system are studied. The kinematic characteristics and contact load of gear rack in lifting and lifting system of self-lifting platform during pile lifting and at the moment of touching bottom are mainly studied. The factors affecting the dynamic characteristics of the lifting system are compared and analyzed. (3) the dynamic performance of the platform during the pile lifting and releasing process is constantly evolving, and the environmental load on the platform is also changing with time. Therefore, it is of great significance to analyze the whole dynamics. Based on the ANSYS software, the modal analysis and structural safety performance analysis of the jack-up platform are carried out. The inherent characteristics and structural strength changes of the platform under different lifting and releasing positions of the pile leg are studied, and the influence of the lifting and releasing of the pile leg on the overall dynamic performance of the platform is studied. It provides a theoretical basis for the safety of lifting and laying piles on a self-elevating platform.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE95

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本文編號(hào)：2181062