新概念沙漏型浮體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核.pdf

1、本研究針對(duì)新概念沙漏式FDPSO，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：⑴針對(duì)國(guó)內(nèi)外各類(lèi)新概念海洋平臺(tái)分艙方案的優(yōu)缺點(diǎn)和沙漏型FDPSO分艙的基本要求，提出了一種基于等體積比原理的徑向環(huán)形分艙方案，并對(duì)新方案下平臺(tái)的儲(chǔ)卸油過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)描述，最后從穩(wěn)性、水動(dòng)力性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、艙室舾裝、管線布置等方面論證了環(huán)形分艙方案的優(yōu)勢(shì)。⑵基于CCS規(guī)范對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的要求，對(duì)浮體各板架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，確定了板架結(jié)構(gòu)形式、板材厚度、桁材與骨材的布置樣式、數(shù)目

2、及尺寸規(guī)格等。⑶依據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，使用ANSYS軟件提供的零階優(yōu)化方法，建立沙漏型浮體結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有限元模型和數(shù)學(xué)模型，基于分級(jí)優(yōu)化的思想，完成浮體各個(gè)板架結(jié)構(gòu)型材數(shù)目、板厚尺寸、型材規(guī)格等方面的優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出沙漏型浮體最優(yōu)的結(jié)構(gòu)。⑷針對(duì)于沙漏型浮體特殊的結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn)，同時(shí)考慮到其最薄弱的腰線位置，提出了與之對(duì)應(yīng)且有別于傳統(tǒng)船舶和海洋平臺(tái)的新型控制載荷工況。新的控制載荷工況除了考慮浮體最大縱向彎曲和最大垂向剪力狀態(tài)外，還考慮到

3、了浮體腰線位置處特殊的受力狀態(tài)，使分析結(jié)果更加合理。⑸采用基于頻域波浪勢(shì)流理論的邊界元數(shù)值模擬方法研究了滿載與壓載兩種載況下新型沙漏式浮體典型控制載荷的響應(yīng)幅值算子。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)載荷長(zhǎng)期極值預(yù)報(bào)方法，進(jìn)行波浪搜索得到一系列設(shè)計(jì)波組。同時(shí)，根據(jù)沙漏型浮體所受波浪載荷和運(yùn)動(dòng)RAO，分析了各個(gè)典型控制載荷峰值的成因。⑹基于準(zhǔn)靜態(tài)分析方法和浮體有限元模型，對(duì)最不利載荷工況下平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了強(qiáng)度分析，并結(jié)合HCSR規(guī)范對(duì)平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了強(qiáng)度校