非線性載荷作用下自升式平臺結(jié)構(gòu)強度評估方法.pdf

1、自升式平臺是海洋油氣開發(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)強度評估方法是船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物設(shè)計中的關(guān)鍵問題，也是目前業(yè)界研究的熱點。為了在目前通用準靜態(tài)強度評估方法中合理考慮環(huán)境載荷的非線性并計及平臺結(jié)構(gòu)動力效應(yīng)的影響，本文開展了相關(guān)研究工作。
　　 海風、海浪、海流是自升式平臺工作狀態(tài)下主要的環(huán)境激勵載荷。本文對定常與動態(tài)風載荷的計算方法進行了探討，通過風洞模型實驗和CFD數(shù)值模擬考察自升式平臺主要構(gòu)件空氣動力學

2、干擾，對風載荷規(guī)范計算值進行修正，并進一步采用Daveport譜對動態(tài)風載荷進行數(shù)值模擬；基于Airy波和Stokes波理論對非線性波浪載荷以及流載荷進行計算，并根據(jù)線性波理論，采用PM雙參數(shù)譜對隨機海浪進行數(shù)值模擬，從而得到計及非線性的風、浪、流聯(lián)合作用下的環(huán)境載荷計算方法。
　　 本文在對自升式平臺進行基于準靜態(tài)分析的評估方法基礎(chǔ)上，應(yīng)用瞬態(tài)響應(yīng)分析法，對自升式平臺在規(guī)則波、不規(guī)則波以及風浪聯(lián)合作用下的動力響應(yīng)進行了分析，提

3、出了一種計及自升式平臺動力效應(yīng)修正的強度評估方法；基于Weibull分布和三維線性勢流理論對自升式平臺在位工況和遷航工況隨機響應(yīng)進行極值預(yù)報，并以此為基礎(chǔ)在PATRAN環(huán)境下進行了評估程序開發(fā)。
　　 本文基于自升式平臺疲勞評估譜分析方法，應(yīng)用動力分析對譜分析應(yīng)力響應(yīng)傳遞函數(shù)進行動力修正，得出計及動力效應(yīng)的疲勞累積損傷結(jié)果；應(yīng)用雨流計數(shù)原理統(tǒng)計計及載荷非線性和動力效應(yīng)的時域疲勞累積損傷結(jié)果；為考察動態(tài)風載荷對疲勞累積損傷結(jié)果的影