自升式鉆井平臺的直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)強度研究.pdf

1、全球海洋油氣資源儲量潛力巨大，開發(fā)前景良好。在人類邁向海洋時代的今天，海洋裝備制造業(yè)蓬勃發(fā)展。然而，海上工程作業(yè)并不像陸地作業(yè)方便自由。海上工程作業(yè)往往距離陸地較遠。而直升機以其獨有的便捷性、實用性、安全性等特點，被廣泛應用于各類船舶及海洋工程裝備上。特別是在一些大型船舶和海洋工程裝備上，比如自升式鉆井平臺等都設(shè)置有專門為直升機停留起降的直升機平臺。直升機在海洋開發(fā)的過程中大有用武之地，所以直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究必不可少。

2、r>　　本文對目前直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)強度計算及其校核方法、研究現(xiàn)狀以及碰撞問題的研究進行了總結(jié)和回顧。闡述了撞擊問題仿真所應用的非線性有限元方法的相關(guān)理論和方法，翻譯分析了幾個主要船級社規(guī)范和直升機平臺設(shè)計相關(guān)的規(guī)范和法規(guī)，并進行了對比和總結(jié)。介紹了本課題所依托的工程背景以及相關(guān)設(shè)計參數(shù)，對該型直升機平臺作業(yè)時復雜的組合工況進行分析和梳理。根據(jù)工程圖紙對直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)和部分生活樓建立有限元模型，依據(jù)相關(guān)規(guī)范運用有限元軟件MS

3、C.Nastran對該型直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)進行強度計算并校核。并對計算結(jié)果進一步分析指出了該型直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)在服役時容易發(fā)生應力集中的部位，在設(shè)計時應對這些部位進行加強。
　　沖擊載荷是直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)的重要載荷，查閱文獻發(fā)現(xiàn)少有對這個問題的探討和研究。直升機緊急降落時撞擊直升機平臺是一個復雜的瞬態(tài)響應過程，在研究大量相關(guān)問題的文獻和船級社規(guī)范后，本文對直升機模型進行一定的簡化，對直升機降落撞擊直升機平臺的過程利

4、用非線性有限元軟件 MSC.Dytran進行了數(shù)值仿真。對直升機在緊急降落工況下以1.8m/s速度垂直撞擊平臺三個典型位置進行了仿真，詳細分析了直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)的撞擊力、能量轉(zhuǎn)化等問題。同時也對該撞擊過程中的直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)的強度進行了評估。結(jié)構(gòu)在危險位置被撞擊時仍然具有較大的剩余強度，所以在對本平臺校核時采用《CAP437》中規(guī)定的沖擊系數(shù)2.5是偏安全的，該直升機平臺及其支撐結(jié)構(gòu)還可以進一步優(yōu)化，以減輕自重，節(jié)省鋼材。同