新型深水八角形FDPSO总体结构强度及热点疲劳强度研究

发布时间：2020-06-07 09:19

【摘要】：随着陆上油气资源的枯竭,全球都在积极勘探海上资源,海洋平台逐渐演变成重要的战略装备。在原有的浮式生产储油装置(FPSO)与半潜平台的基础上设计出的浮式钻井储油平台(FDPSO)具备开发生产一体化的集成功能,是一种新型的深海油气开采装备,并受到越来越多的公司关注。此种大型海洋平台长期处在恶劣海域波浪载荷与交变载荷作用下,结构强度与疲劳强度的评估显得尤为的重要。本文以目标FDPSO建立计算模型,完成平台水动力响应、总体强度分析以及热点疲劳强度分析,总结出适合FDPSO的总体与疲劳强度分析方法。首先,介绍了目标平台的各主体模块构成以及平台在营运和自存状态下整体装载工况和环境条件分布,结合DNV船级社的SESAM软件完成目标平台湿表面、质量棒的水动力模型;基于DNV与ABS推荐以及结构特点选取7种特征波浪载荷工况,结合三维势流理论与长期预报设计波理论采用SESAM软件完成特征载荷的传递函数、长期预报值,确定设计波参数。其次,采用MSC.Patran软件建立平台空间板梁组合的结构粗网格模型,基于PCL编程将波浪载荷施加到结构有限元模型中,其他设计载荷通过建立MPC点关联重心位置或是在软件中建立场函数完成载荷的施加,对比三种边界条件选取惯性释放完成平台结构有限元分析;基于四种装载工况应力结果进行应力集中区域的筛选以及结构强度校核,研究得出平台特征波浪载荷工况的选取原则和总体强度的影响因素以及可能发生疲劳破坏的区域。最后,介绍了基于S-N曲线和Miner累计损伤原理的谱分析流程,结合总体强度分析与规范要求得出高应力区域进行热点的筛选与精细网格的建立,完成8个疲劳热点在海域内组合短期海况下累计疲劳损伤度和寿命的分析,得出疲劳破坏的位置出现在横撑处以及浮箱与立柱连接拐点处;介绍了基于设计波的确定性分析法的流程,结合第三章设计波的理论与方法完成7个控制载荷下8个疲劳热点的损伤度以及寿命的计算,得出斜浪状态下浮箱与立柱连接拐点处损伤最大;对比两种研究方法分析出谱分析法工作量大结果精确,确定性法分析结果较保守但工作量小。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U661.43

【参考文献】

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本文编号：2701199