腐蚀影响下海洋平台结构的极限承载力研究

发布时间：2017-12-06 13:00

  本文关键词：腐蚀影响下海洋平台结构的极限承载力研究

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【摘要】：随着工业化的进展，陆地石油资源的逐渐消耗，促使人们将目光投向了海洋。目前世界上已有一百多个国家和地区开展了海洋石油的勘探开发活动。与陆地石油相比，海洋石油开发具有环境恶劣、钻采设备造价昂贵、发生事故危害性更大等特点。海洋平台作为海洋石油勘探开发的主要工作和生活场所，其结构安全性关乎石油资源的利用、海洋环境的保护和人员生命的保障，国内外历次发生的平台倾覆事故无不造成了重大的经济损失、环境污染和人员伤亡。因此，分析腐蚀等损伤对海洋平台结构强度的影响，合理评价平台的使用安全性，具有重要的意义。由于导管架平台主要用作采油平台，固定在海水中服役数十年之久，不可避免的会产生腐蚀，加之检测维修困难，腐蚀将对平台的极限承载力产生重大影响。本文即以导管架平台为例，分析腐蚀尤其是点腐蚀对导管架平台结构极限强度的影响。具体研究工作如下： 1、分析了腐蚀对海洋结构物极限强度影响的研究现状，阐述了结构非线性行为的研究方法。 2、根据平台的结构形式和设计尺寸，采用通用有限元软件ANSYS建立了平台模型，并依据平台所处海域的海况计算了风、浪、流和冰载荷，确定了平台的主要控制荷载。 3、对比分析了ANSYS/LS-DYNA显式准静态方法在分析结构极限强度时的适用性和可行性，并采用多尺度思想建立了梁壳耦合导管架平台模型，为分析带点蚀损伤的大型海洋结构物的非线性行为创造了条件。 4、建立了均匀腐蚀和点腐蚀损伤下的平台构件模型，考察了在剪切和轴压两种受力形式下，点蚀深度、点蚀半径和同等体积损失下均匀腐蚀对构件极限强度的影响，，确定了影响构件极限强度的控制因素，同时分析了点蚀密度(DOP)变化对构件极限强度的影响。 5、建立了带点蚀损伤的导管架平台整体模型，采用ANSYS/LS-DYNA准静态方法分析了不同点蚀分布区域对平台整体极限强度的影响。选择点蚀影响较大的区域为分析对象，考察了不同点蚀密度对平台极限强度的影响，并对比分析了相同体积损失下均匀腐蚀的影响。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U661.4;U674.38

【参考文献】

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2 王燕舞;吴晓源;张雨华;黄小平;崔维成;;船舶结构钢海洋环境点蚀模型研究之二:实船蚀坑形态与径深比时变模型[J];船舶力学;2007年05期

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本文编号：1258658