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无横撑半潜式平台结构极限强度研究
| 论文题名： | 无横撑半潜式平台结构极限强度研究 |
| 关键词： | 半潜式平台;无横撑结构;极限强度;准静态法;安全系数 |
| 摘要： | 随着深海平台开发技术日渐成熟，半潜平台衍生出多种新结构形式，双下浮体无横撑平台在海上作业中得到了应用。为了保证新型式平台具有足够的结构强度和安全裕度，对平台结构进行极限承载能力的研究是十分必要的。 本文首先从平台局部板架结构出发，对极限强度的分析方法进行了系统的研究，考虑单元类型、单元尺寸、材料模型、非线性方法等因素的影响，采用加筋板有限元模型确定了平台极限强度的计算方法及模拟方案，即准静态非线性分析方法。 其次，针对某无横撑半潜式平台，考虑设计规范中的典型极限承载状态，通过合理的极限载荷模拟及边界条件设置，完成了目标平台在各工况下的极限承载能力计算，得到了目标平台极限强度计算结果。通过结构响应分析，研究了目标平台在不同承载形式下的失效模式与危险构件，并与文献中常规半潜平台进行了对比分析，总结了响应特性。计算分析结果表明，无横撑的结构形式对平台横浪工况下的极限承载状态有较大影响，与常规半潜平台型式相比，危险结构分布有显著不同，主要体现在横向载荷作用下，目标平台的失效构件主要集中在甲板与立柱连接结构，不同于常规平台横撑为主要危险结构;另一方面，无横撑平台在斜浪工况下，对于扭矩载荷的作用相较于剪力载荷更为敏感，主要体现在平台达到极限状态时，扭矩工况的强迫位移比剪力工况更小。 最后，根据规范中提出的部分安全系数方法，采用确定性设计波法计算平台在横向分离、纵向剪切及最大扭转三类特征状态下的设计载荷，通过与极限承载力的比较，验证了目标平台具备足够的强度储备。 本文以新式无横撑半潜式平台为研究对象，通过对目标平台的极限承载进行计算，并与常规平台进行对比分析，得出无横撑结构形式设计对平台整体响应的影响，并总结了无横撑类型平台的响应特性，为新式平台的极限强度分析提供了方法依据，并且明确了该类平台在设计阶段所需要重点关注的危险结构，为工程应用提供参考。 |
| 作者： | 罗晨 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 闫发锁;王昆鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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