极地环境下半潜式平台疲劳寿命仿真研究
发布时间：2021-02-10 13:47
北极海上油气资源十分丰富,随着陆地及近海油气资源的日益枯竭,极地海域的油气资源开发吸引了世界各国的注意。半潜式海洋平台由于适于深水作业,适应能力强,在极地开发中占据重要地位。但是目标平台所处的极地环境恶劣,常年遭受各种复杂环境载荷的持续作用,平台发生疲劳破坏的概率较高。因此,针对极地条件下半潜式平台进行疲劳寿命研究具有重要的实际工程意义。本文基于结构在波浪中运动和脆性材料的破碎理论,分别模拟了平台结构在波浪和海冰作用下的时程响应。利用已验证的数值方法,分别研究了波浪,海冰作用下半潜式平台的运动响应及平台结构在不同海况下的强度状况;基于Miner理论初步评估了目标平台在不同关键区域的疲劳预估寿命。结果认为在波浪环境载荷作用下,半潜平台的立柱-横撑处最易产生疲劳破坏,而在海冰载荷作用下应力危险区域大多发生在结构-海冰直接作用区域及相近区域,和目标平台的立柱-横撑连接处,所以将海冰碰撞区域和立柱-横撑区域确定为疲劳分析的关键区域。考虑效率和计算精度等因素,在对波浪载荷下进一步的目标平台疲劳分析中,利用插值法对确定的重要区域建立了子模型;并基于谱方法,选取恰当的波浪散布图并计算得到了关键区域的...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
OceanRanger平台倾覆过程
图 2-1 目标平台水动力模型press 划分网格过程中，设定的域值为 500m*400m*100m，在进化之后共有网格 1352349 个；在利用 Fine/Marine 计算波浪载水线截面外侧设置四个下锚点，设置锚链顶端与水平面夹6 个自由度的运动类型为 solved，设置工作水深 1500 m，工作 m。为提高结果的收敛性，在考虑浪向角的影响时，通过更改非旋转计算域内的水动模型实现。构质量模型的建立文所涉及的目标平台为服役于极地海域的某新型半潜式平台，作水深 1500m，最大甲板载荷 6000t，设计服务温度为-20℃， 130 人，并进行过结构局部强化[52]，适合极地条件下恶劣复杂该平台主要由上层箱式甲板，四个对称立柱，两个水下浮体以成，其主要尺寸如表 2-1 所示（单位：m）。
哈尔滨工业大学工学硕士论文表 2-2 甲板载荷密度(kg/m2)载荷密度 载荷区域 3910 泥浆泵房 ） 1710 袋装品存储区 1950 中层甲板库房 5860 继电器室 2441 振动筛 48800 泥浆处理房 8790 机舱与应急发电机房 8790 居住甲板 8790 生活区顶甲板
【参考文献】：
期刊论文
[1]波浪-浮冰作用下冰区船舶阻力性能试验[J]. 郭春雨,王帅,田太平,徐佩. 哈尔滨工程大学学报. 2017(10)
[2]冰缘区船舶与波浪及海冰耦合作用研究与进展[J]. 骆婉珍,郭春雨,苏玉民,张海鹏. 中国造船. 2017(02)
[3]北极地区油气成藏条件、资源分布规律与重点含油气盆地分析[J]. 麻伟娇,陶士振,韩文学. 天然气地球科学. 2016(06)
[4]波浪非线性对导管架平台疲劳寿命评估的影响[J]. 章海亮,董科. 船舶工程. 2015(11)
[5]LS-DYNA软件对某半潜式海洋平台发生碰撞的分析[J]. 刘平,王林. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2015(05)
[6]深水半潜式钻井平台总体强度分析及冰载荷下结构评估[J]. 孙立强,李磊,李德江,傅强,张工,韩荣贵. 船舶工程. 2015(05)
[7]子模型法在半潜式平台疲劳谱分析中的应用[J]. 李洛东,刘成名,梁园华,杨清峡. 船海工程. 2014(06)
[8]半潜式平台疲劳损伤分析及延寿评估[J]. 余涛,张日向,翟钢军. 中国海洋平台. 2014(05)
[9]深水及超深水半潜式钻井平台市场前景[J]. 刘方琦. 中国船检. 2014(09)
[10]海上平台发展现状以及未来发展重点[J]. 孙华,许俊斌,蔡文军. 装备机械. 2014(02)
博士论文
[1]冰单轴压缩强度与影响因素试验研究[D]. 张丽敏.大连理工大学 2012
[2]波浪对深海海洋平台作用的时域模拟[D]. 耿宝磊.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]深水平台关键节点疲劳寿命评估研究[D]. 章海亮.哈尔滨工业大学 2016
[2]非线性波浪力对海洋平台疲劳寿命评估的影响研究[D]. 丁伟宸.中国海洋大学 2014
[3]超大型浮体多模块柔性连接结构响应研究[D]. 刘超.中国舰船研究院 2014
[4]焊接残余应力对半潜式海洋平台关键节点疲劳寿命影响研究[D]. 唐昌德.江苏科技大学 2014
[5]冰与直立型及锥型结构的相互作用力分析[D]. 张帅.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：3027456
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
OceanRanger平台倾覆过程
图 2-1 目标平台水动力模型press 划分网格过程中，设定的域值为 500m*400m*100m，在进化之后共有网格 1352349 个；在利用 Fine/Marine 计算波浪载水线截面外侧设置四个下锚点，设置锚链顶端与水平面夹6 个自由度的运动类型为 solved，设置工作水深 1500 m，工作 m。为提高结果的收敛性，在考虑浪向角的影响时，通过更改非旋转计算域内的水动模型实现。构质量模型的建立文所涉及的目标平台为服役于极地海域的某新型半潜式平台，作水深 1500m，最大甲板载荷 6000t，设计服务温度为-20℃， 130 人，并进行过结构局部强化[52]，适合极地条件下恶劣复杂该平台主要由上层箱式甲板，四个对称立柱，两个水下浮体以成，其主要尺寸如表 2-1 所示（单位：m）。
哈尔滨工业大学工学硕士论文表 2-2 甲板载荷密度(kg/m2)载荷密度 载荷区域 3910 泥浆泵房 ） 1710 袋装品存储区 1950 中层甲板库房 5860 继电器室 2441 振动筛 48800 泥浆处理房 8790 机舱与应急发电机房 8790 居住甲板 8790 生活区顶甲板
【参考文献】：
期刊论文
[1]波浪-浮冰作用下冰区船舶阻力性能试验[J]. 郭春雨,王帅,田太平,徐佩. 哈尔滨工程大学学报. 2017(10)
[2]冰缘区船舶与波浪及海冰耦合作用研究与进展[J]. 骆婉珍,郭春雨,苏玉民,张海鹏. 中国造船. 2017(02)
[3]北极地区油气成藏条件、资源分布规律与重点含油气盆地分析[J]. 麻伟娇,陶士振,韩文学. 天然气地球科学. 2016(06)
[4]波浪非线性对导管架平台疲劳寿命评估的影响[J]. 章海亮,董科. 船舶工程. 2015(11)
[5]LS-DYNA软件对某半潜式海洋平台发生碰撞的分析[J]. 刘平,王林. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2015(05)
[6]深水半潜式钻井平台总体强度分析及冰载荷下结构评估[J]. 孙立强,李磊,李德江,傅强,张工,韩荣贵. 船舶工程. 2015(05)
[7]子模型法在半潜式平台疲劳谱分析中的应用[J]. 李洛东,刘成名,梁园华,杨清峡. 船海工程. 2014(06)
[8]半潜式平台疲劳损伤分析及延寿评估[J]. 余涛,张日向,翟钢军. 中国海洋平台. 2014(05)
[9]深水及超深水半潜式钻井平台市场前景[J]. 刘方琦. 中国船检. 2014(09)
[10]海上平台发展现状以及未来发展重点[J]. 孙华,许俊斌,蔡文军. 装备机械. 2014(02)
博士论文
[1]冰单轴压缩强度与影响因素试验研究[D]. 张丽敏.大连理工大学 2012
[2]波浪对深海海洋平台作用的时域模拟[D]. 耿宝磊.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]深水平台关键节点疲劳寿命评估研究[D]. 章海亮.哈尔滨工业大学 2016
[2]非线性波浪力对海洋平台疲劳寿命评估的影响研究[D]. 丁伟宸.中国海洋大学 2014
[3]超大型浮体多模块柔性连接结构响应研究[D]. 刘超.中国舰船研究院 2014
[4]焊接残余应力对半潜式海洋平台关键节点疲劳寿命影响研究[D]. 唐昌德.江苏科技大学 2014
[5]冰与直立型及锥型结构的相互作用力分析[D]. 张帅.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：3027456
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