非線性載荷作用下自升式平臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估方法.pdf

1、自升式平臺(tái)是海洋油氣開發(fā)的重要開采工具，其在非線性環(huán)境載荷作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估方法是船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題，也是目前業(yè)界研究的熱點(diǎn)。為了在目前通用準(zhǔn)靜態(tài)強(qiáng)度評(píng)估方法中合理考慮環(huán)境載荷的非線性并計(jì)及平臺(tái)結(jié)構(gòu)動(dòng)力效應(yīng)的影響，本文開展了相關(guān)研究工作。
　　 海風(fēng)、海浪、海流是自升式平臺(tái)工作狀態(tài)下主要的環(huán)境激勵(lì)載荷。本文對(duì)定常與動(dòng)態(tài)風(fēng)載荷的計(jì)算方法進(jìn)行了探討，通過(guò)風(fēng)洞模型實(shí)驗(yàn)和CFD數(shù)值模擬考察自升式平臺(tái)主要構(gòu)件空氣動(dòng)力學(xué)

2、干擾，對(duì)風(fēng)載荷規(guī)范計(jì)算值進(jìn)行修正，并進(jìn)一步采用Daveport譜對(duì)動(dòng)態(tài)風(fēng)載荷進(jìn)行數(shù)值模擬；基于Airy波和Stokes波理論對(duì)非線性波浪載荷以及流載荷進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)線性波理論，采用PM雙參數(shù)譜對(duì)隨機(jī)海浪進(jìn)行數(shù)值模擬，從而得到計(jì)及非線性的風(fēng)、浪、流聯(lián)合作用下的環(huán)境載荷計(jì)算方法。
　　 本文在對(duì)自升式平臺(tái)進(jìn)行基于準(zhǔn)靜態(tài)分析的評(píng)估方法基礎(chǔ)上，應(yīng)用瞬態(tài)響應(yīng)分析法，對(duì)自升式平臺(tái)在規(guī)則波、不規(guī)則波以及風(fēng)浪聯(lián)合作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析，提

3、出了一種計(jì)及自升式平臺(tái)動(dòng)力效應(yīng)修正的強(qiáng)度評(píng)估方法；基于Weibull分布和三維線性勢(shì)流理論對(duì)自升式平臺(tái)在位工況和遷航工況隨機(jī)響應(yīng)進(jìn)行極值預(yù)報(bào)，并以此為基礎(chǔ)在PATRAN環(huán)境下進(jìn)行了評(píng)估程序開發(fā)。
　　 本文基于自升式平臺(tái)疲勞評(píng)估譜分析方法，應(yīng)用動(dòng)力分析對(duì)譜分析應(yīng)力響應(yīng)傳遞函數(shù)進(jìn)行動(dòng)力修正，得出計(jì)及動(dòng)力效應(yīng)的疲勞累積損傷結(jié)果；應(yīng)用雨流計(jì)數(shù)原理統(tǒng)計(jì)計(jì)及載荷非線性和動(dòng)力效應(yīng)的時(shí)域疲勞累積損傷結(jié)果；為考察動(dòng)態(tài)風(fēng)載荷對(duì)疲勞累積損傷結(jié)果的影