自升式鉆井平臺(tái)的直升機(jī)平臺(tái)及其支撐結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究.pdf

1、全球海洋油氣資源儲(chǔ)量潛力巨大，開發(fā)前景良好。在人類邁向海洋時(shí)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(yuǎn)。而直升機(jī)以其獨(dú)有的便捷性、實(shí)用性、安全性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)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(tái)等都設(shè)置有專門為直升機(jī)停留起降的直升機(jī)平臺(tái)。直升機(jī)在海洋開發(fā)的過程中大有用武之地，所以直升機(jī)平臺(tái)及其支撐結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究必不可少。

2、r>　　本文對(duì)目前直升機(jī)平臺(tái)及其支撐結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算及其校核方法、研究現(xiàn)狀以及碰撞問題的研究進(jìn)行了總結(jié)和回顧。闡述了撞擊問題仿真所應(yīng)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(gè)主要船級(jí)社規(guī)范和直升機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)相關(guān)的規(guī)范和法規(guī)，并進(jìn)行了對(duì)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(jì)參數(shù)，對(duì)該型直升機(jī)平臺(tái)作業(yè)時(shí)復(fù)雜的組合工況進(jìn)行分析和梳理。根據(jù)工程圖紙對(duì)直升機(jī)平臺(tái)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(yùn)用有限元軟件MS

3、C.Nastran對(duì)該型直升機(jī)平臺(tái)及其支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算并校核。并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)一步分析指出了該型直升機(jī)平臺(tái)及其支撐結(jié)構(gòu)在服役時(shí)容易發(fā)生應(yīng)力集中的部位，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)這些部位進(jìn)行加強(qiáng)。
　　沖擊載荷是直升機(jī)平臺(tái)及其支撐結(jié)構(gòu)的重要載荷，查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)少有對(duì)這個(gè)問題的探討和研究。直升機(jī)緊急降落時(shí)撞擊直升機(jī)平臺(tái)是一個(gè)復(fù)雜的瞬態(tài)響應(yīng)過程，在研究大量相關(guān)問題的文獻(xiàn)和船級(jí)社規(guī)范后，本文對(duì)直升機(jī)模型進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化，對(duì)直升機(jī)降落撞擊直升機(jī)平臺(tái)的過程利

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