深水懸鏈錨泊線與海床土接觸的相互作用研究.pdf

1、隨著陸地和海洋淺水區(qū)儲油量的枯竭，深水石油勘探和開發(fā)已經(jīng)成為海洋工業(yè)的一個新方向。為了有效的勘探和開采深海油氣資源，目前全世界已經(jīng)安裝了許多深海平臺，且一般需要錨泊系統(tǒng)定位其海上位置。錨泊線是錨泊系統(tǒng)的重要組成部分，如果錨泊線失效它將造成極大的經(jīng)濟損失甚至會危害人身安全。
　　作為最常用的深水懸鏈式錨泊線，在風、浪、流作用下會與海床頻繁接觸和分離，觸地點是錨泊線與海床最初接觸到的部位，它是錨泊線懸鏈線部分和著底部分的交點。在環(huán)境荷

2、載作用下，觸地點是不斷改變的，它極容易產(chǎn)生突變應力進而發(fā)生疲勞破環(huán)，這不僅對整個錨泊系統(tǒng)的動力響應產(chǎn)生影響，而且危及到整個深海平臺的安全。由于該接觸區(qū)域涉及到幾何非線性、接觸非線性以及海床參數(shù)不確定性，所以這個區(qū)域是錨泊線數(shù)值分析的難點，需要展開研究。
　　本文在時域范圍內針對錨泊線與海床土接觸區(qū)域的疲勞特性問題進行深入研究，主要工作如下：
　　1、使用大型有限元軟件ANSYS，考慮錨泊線懸鏈部分的幾何非線性和錨泊線與土體的

3、接觸非線性，建立錨泊線與海床土相互作用的有限元模型。
　　2、使用水動力軟件AQWA，得到平臺總體運動時程響應，將其作為錨泊線的頂端輸入條件，計算錨泊線與海床土的接觸應力。
　　3、針對各短期海況條件，分別采用剛性、彈性、DP彈塑性土體本構模型，研究各種土體模型對接觸應力的影響。
　　4、采用雨流計數(shù)法對接觸區(qū)域的錨泊線應力時程曲線進行統(tǒng)計得到疲勞載荷譜，再根據(jù)Miner線性累計損傷理論對各個短期海況的疲勞損傷進行計算