樁腿耦合裝置的性能研究.pdf

1、隨著海洋石油開發(fā)的進一步發(fā)展,將會有越來越多的大型海上平臺出現(xiàn)。大型海上平臺的整體浮托安裝也必將更加廣泛使用。樁腿耦合裝置作為平臺整體浮托安裝的關(guān)鍵構(gòu)件,也必將越來越多地出現(xiàn)在各種平臺上。因此,對樁腿耦合裝置進行性能的研究,掌握樁腿耦合裝置的研制技術(shù),將對我國海洋工程技術(shù)發(fā)展具有重大的意義。
　　本文首先介紹了浮托安裝法以及關(guān)鍵技術(shù),對浮托安裝法的研究和運用現(xiàn)狀進行了總結(jié),并介紹了樁腿耦合裝置的結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)階段的研究現(xiàn)狀。
　

2、　然后,對本文中運用到的基本理論和求解方法進行了介紹,用大型非線性有限元軟件ABAQUS建立了樁腿耦合裝置的有限元模型,并用Explicit模塊對其進行準靜態(tài)強度分析,對不滿足強度要求的結(jié)構(gòu)進行改進,并對樁腿耦合裝置的受力過程和沙土及橡膠的能量吸收效率進行了分析。
　　接著,對樁腿耦合裝置進行了結(jié)構(gòu)型式研究,分別對有沙箱和無沙箱 LMU進行了靜態(tài)計算和動態(tài)計算,從應力應變、能量吸收效率、速度和動能衰退速率等方面研究沙箱對樁腿耦合裝

3、置性能的影響。結(jié)果表明,有沙箱的LMU能夠承受較大的外載荷作用,且能更好地將載荷轉(zhuǎn)移到外套筒上,使應力分布均勻,沒有明顯的應力集中,從而提升外套筒鋼材的使用效率;有沙箱 LMU可以比較有效地降低載荷轉(zhuǎn)移作業(yè)過程中整個平臺的運動速度,提高平臺浮托安裝過程中能量吸收速率。
　　最后,對2-6層垂直橡膠圈層數(shù)的樁腿耦合裝置進行靜態(tài)和動態(tài)分析,從應力應變、能量吸收效率、速度和動能衰退速率等方面研究垂直橡膠圈層數(shù)不同對樁腿耦合裝置性能的影響

4、。結(jié)果表明,垂直工況下,隨著橡膠圈層數(shù)的增加,樁腿耦合裝置的剛度逐漸增大,最大應力先減小后增大,最大速度和動能逐漸減小,速度和動能的衰退速率逐漸減小。水平工況下,橡膠圈層數(shù)對水平剛度具有一定的影響。隨著橡膠圈層數(shù)的增加,樁腿耦合裝置的吸能效率逐漸下降。除了三層橡膠圈層數(shù)的樁腿耦合裝置,其他四個樁腿耦合裝置均發(fā)生屈服。然而橡膠圈層數(shù)對樁腿耦合裝置速度的影響可忽略。橡膠圈層數(shù)對動能具有一定的影響,隨著橡膠圈層數(shù)的增加,樁腿耦合裝置動能逐漸減