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在役自升式平台作业状态下强度评估
| 论文题名： | 在役自升式平台作业状态下强度评估 |
| 关键词： | 自升式平台;海洋平台;作业状态;静力强度评估;有限元模型 |
| 摘要： | 自升式平台是一种海上活动式钻井装备，由于海洋平台造价十分昂贵，因此自升式平台一般都经历过较重大的结构和设备改造，很多是服役超过15年以上的平台。这些平台长期在恶劣的海洋环境中作业，不可避免地产生各种腐蚀、变形、裂纹、损伤甚至造成结构破坏，从而降低了平台的工作能力，甚至影响平台的作业安全，因此对老龄平台进行结构强度安全校核是十分必要的。 本文综述了自升式平台静力强度分析的技术发展和研究现状，提出了平台钻井工作状态下静力强度的计算方法。考虑风、浪、流等环境载荷以及工作状态时作业载荷，研究了平台的结构特性和受力特点。在建立桩腿弦杆模型时，考虑既要保证桩腿可以计算水动力，又能够达到更好的模型仿真效果，本文提出了自定义梁截面、建立虚拟单元、耦合节点的解决方法。 本文以某一自升式平台为研究对象，基于大型有限元分析软件ANSYS，针对平台钻井作业工况，建立平台整体模型：悬臂梁、围阱区、主船体、桩腿、桩靴等模型，对桩腿进行边界约束，并处理了悬臂梁-主船体、围阱区-桩腿的连接，施加环境和作业载荷，通过ANSYS的静力分析计算获得平台的位移以及应力分布，并按照《规范》对计算结果进行强度校核。 计算结果表明，固桩区是典型的高应力区，但是无论是单向应力还是合成应力(Von Mises应力)都未超过规范状态，平台主体的型材结构的应力也都没有超过材料的许用应力。在甲板槽口板与船体艉封板连接区域的板内应力，在一些位置明显偏高，甚至超过材料的屈服极限。通过补强使其整体结构的静态强度满足规范要求。桩腿最大应力均出现弦杆上，其他杆件所受应力较小，对桩腿强度影响不大。 |
| 作者： | 王亚磊 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 郭振邦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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