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自升式平台桩腿结构型式的水深适应性研究
| 论文题名： | 自升式平台桩腿结构型式的水深适应性研究 |
| 关键词： | 海洋平台;桩腿结构;水深适应性;船舶设计 |
| 摘要： | 随着海洋油气勘探的发展，自升式平台的作业水深不断增加，且工作环境愈加恶劣，这对自升式平台总体性能提出了更高的要求。桩腿结构作为自升式平台的核心部件，对自升式平台的总体性能有着至关重要的影响。因此，本文研究了作业水深增加对不同型式桩腿结构的自升式平台总体性能的影响。本文以辽河重工自主设计的CP350自升式平台为研究对象，通过增加桩腿长度提高作业水深，并选取多组作业水深。每组水深下，选取五种常见型式的桩腿结构，包括 K型，Rev-K型，Mixing型，X型以及含有水平撑杆的X型（Trans-X型），对自升式平台的总体性能进行分析。 本研究首先综合考虑工作载荷和环境载荷作用，根据规范建立不同作业水深下，不同型式自升式平台桩腿结构的详细模型。通过单自由度法（SDOF）计算自升式平台的动力放大因子（DAF），比较自升式平台惯性力载荷随浪向角的变化曲线。通过准静态分析法计算比较不同作业水深下，不同型式自升式平台桩腿结构的强度、稳定性及总重量的特性。结果表明 Mixing型桩腿整体性能最好，适合在深水区作业，所以推荐使用Mixing型桩腿结构型式。进一步考虑自升式平台桩腿结构的大位移非线性和环境载荷非线性的特性，根据规范建立不同作业水深下，不同型式自升式平台桩腿结构的简化模型。采用有限元软件ANSYS中的瞬态动力分析法对自升式平台进行了规则波时域分析。通过比较主船体侧向位移二倍幅值和相关动力放大因子计算结果的差异，研究作业水深增加对不同型式的自升式平台动态性能的影响。此外，本文还比较了利用时域分析法与单自由度方法计算所得的自升式平台DAF。结果表明，随着作业水深的增加，自升式平台的非线性增强，且更容易受到深水中非线性载荷的影响。因此，建议采用规则波时域分析法计算自升式平台动力放大因子。最后，总结了深水中作业的自升式平台桩腿结构型式的设计经验。 |
| 作者： | 郭心月 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 刘刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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