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自升式平台桩腿节距优化及强度分析
| 论文题名： | 自升式平台桩腿节距优化及强度分析 |
| 关键词： | 海洋平台桁架式桩腿;极限承载力;节距优化;模块化设计;免疫遗传算法 |
| 摘要： | 21世纪以来，汽车、船舶以及飞机数量的飞涨使得当今社会对石油的需求量与日俱增。目前，我国能自主设计制造且具有自主知识产权的海洋平台作业水深大部分都在40米左右，而我国已经完全具备建造大型海洋平台的能力，因此掌握海洋平台结构设计的关键技术刻不容缓。自升式海洋平台是所有类型的海洋平台中应用最广的一种，随着我国海洋油气事业逐步向黄海、东海和南海等深海海域发展，自升式海洋平台桁架式桩腿的长度也需要增加。对自升式海洋平台桁架式桩腿进行优化，有利于保证自升式海洋平台的安全性、可靠性和经济性。 本文以JU2000E自升式海洋平台桁架式桩腿为重点研究对象，分析了不同工况、不同波流入射角以及不同载荷施加位置对桁架式桩腿极限承载力的影响；基于免疫遗传算法采用APDL模块进行了桁架式桩腿节距的编程优化，并分析了桁架式桩腿各构件尺寸变化对桩腿整体重量的影响。在桁架式桩腿节距优化完成后，进行了节距对桩腿极限强度影响的实验研究。具体研究内容如下： 1、对当下国内外学者关于自升式海洋平台桁架式桩腿的优化理论和强度研究现状进行了调研，确立了本文的研究内容和研究意义。 2、介绍了几种常见的优化理论方法，并对免疫遗传算法的定义、特点及原理进行了详细的介绍。 3、根据JU2000E自升式海洋平台桁架式桩腿数据建立了自升式海洋平台桩腿的ANSYS有限元模型，基于《海洋移动平台入级规范》(2012)进行了风暴自存和正常作业两种工况下桩腿所受波流力的计算，并进行了不同波流入射角、不同工况以及不同载荷施加位置下桩腿极限承载力研究。 4、基于免疫遗传算法，采用ANSYS内部的APDL语言进行了自升式海洋平台桁架式桩腿节距的编程优化，并进行了自升式海洋平台桁架式桩腿各杆件尺寸变化对桩腿重量影响程度的分析。 5、从文章前面优化结果中选取了三种相邻的自升式海洋平台桁架式桩腿节距，采用数值模拟与试验方法相结合的方法进行了桩腿节距对桩腿极限承载力的影响分析，并通过实验结果对理论计算数据进行了验证。 |
| 作者： | 奚勇 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 窦培林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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