自升式平台环境参数与结构安全性研究

发布时间：2017-05-24 10:30

  本文关键词：自升式平台环境参数与结构安全性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于全球气候环境的变化，自升式平台采用的设计环境参数正趋于提高，以环境参数为核心的设计及合理环境参数的确定对保证自升式平台的结构安全性、经济性和作业率至关重要。本文旨在对于在役平台，在现有的自升式平台设计水平和海工装备技术条件下，通过对平台高效率的结构安全性评估，，给出其所能承受的环境参数及适用的工作海域；对于新设计平台，针对作业海域的环境参数特征，给出自升式平台设计中不同工况的设计环境参数快速确定方法。本文将环境参数与结构安全性研究相结合，对自升式平台合理环境参数的确定进行研究，其主要内容如下： 1、介绍了自升式平台的环境参数及其与平台结构安全性的关系，给出了自升式平台迁移、升降、工作和自存4个设计工况所主导的环境参数。重点研究了自升式平台环境参数的确定方法、所考虑的因素和一般程序。 2、基于联合概率分布理论和方法，对南海EP海域作业位置A以双变量即风、浪进行了设计环境参数快速预报，得到了风速和波高的极值联合概率分布，进而对基于联合概率的环境参数设计标准可行性进行探讨。 3、通过PCL和FORTRAN语言设计开发了基于PATRAN环境的自升式平台强度评估程序MYWORK(Mobility Workbench)。MYWORK操作简单、功能完善、自动化程度高，极大的提高了强度评估效率，并简化了繁琐的评估流程。 4、以南海XJ23-1油田海况、自存极限工况为例，基于ABS平台结构规范，采用有限元分析方法、应用MYWORK程序对300ft自升式平台的桩腿及主体结构进行了快速强度评估，通过高效率的结构安全性评估，分析其所能承受的环境参数及适用的工作海域。 5、综合应用本文采用的环境参数理论、极值联合概率分析方法和快速评估工具MYWORK，以300ft自升式平台为例，基于自升式平台的结构安全性评定，对环境参数安全域确定的方法和流程进行了重点分析和探讨，为分析平台在作业海域的适用性奠定了基础。
【关键词】：自升式平台 环境参数 联合概率 结构安全性 程序开发
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U674.381
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题研究的目的和意义11-12
• 1.2 课题的国内外研究现状12-16
• 1.3 数据资料来源介绍16-17
• 1.4 本文主要工作17-19
• 第2章 自升式平台的环境参数及其确定19-31
• 2.1 概述19
• 2.2 自升式平台的环境参数19-25
• 2.2.1 风及风载荷19-20
• 2.2.2 波浪与波浪载荷20
• 2.2.3 海流及海流载荷20-21
• 2.2.4 水深21-22
• 2.2.5 海洋地形地质22-23
• 2.2.6 附着海生物23
• 2.2.7 海冰23-24
• 2.2.8 极端环境事件24-25
• 2.3 平台结构安全性与环境参数25-28
• 2.3.1 迁移工况25-26
• 2.3.2 升降工况26-27
• 2.3.3 自存极限工况27
• 2.3.4 正常作业工况27-28
• 2.4 环境参数的确定28-30
• 2.4.1 环境参数的内容确定28
• 2.4.2 决定自升式平台环境参数确定的因素28-29
• 2.4.3 环境参数的确定程序29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 设计环境参数的极值联合概率确定方法31-53
• 3.1 概述31
• 3.2 多变量极值联合概率分析方法31-32
• 3.3 基于联合概率的双变量环境参数极值确定32-38
• 3.3.1 一维长期统计分布32-36
• 3.3.2 二维极值分布模型36-38
• 3.4 南海 EP 海域作业位置 A 的风浪联合设计参数推算38-49
• 3.4.1 风浪极值序列的边缘分布39-43
• 3.4.2 模型的适用性分析43-47
• 3.4.3 风浪极值联合概率密度及联合概率计算47-49
• 3.5 风浪设计环境参数值的推算49-52
• 3.5.1 单因素方法49-50
• 3.5.2 使用条件极值的方法50-52
• 3.5.3 几种不同设计方法的比较52
• 3.6 本章小结52-53
• 第4章 自升式平台结构安全性的快速评估53-69
• 4.1 概述53
• 4.2 平台有限元模型的建立53-55
• 4.2.1 300ft 自升式平台简介53
• 4.2.2 建模方法及原则53-54
• 4.2.3 平台桩腿型式54
• 4.2.4 边界约束处理54
• 4.2.5 主船体与桩腿连接54-55
• 4.3 基于 PATRAN 环境的快速评估程序开发55-56
• 4.3.1 开发平台与设计方法55
• 4.3.2 MYWORK 程序框架55-56
• 4.4 结构安全性的快速评估流程56-65
• 4.4.1 环境参数的确定56
• 4.4.2 平台载荷的计算56-60
• 4.4.3 强度评估工况60
• 4.4.4 屈服强度评估60-62
• 4.4.5 屈曲强度评估62-65
• 4.5 南海 XJ23-1 油田海况结构安全性快速评估65-68
• 4.5.1 风、浪、流、水深设计环境参数65-66
• 4.5.2 强度评估工况66-67
• 4.5.3 屈服、屈曲强度评估67-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第5章 基于结构安全性的环境参数安全域的确定69-75
• 5.1 概述69
• 5.2 环境参数安全域确定的基本思想69-71
• 5.2.1 影响结构安全性的环境参数确定69
• 5.2.2 环境参数参考值的确定69-70
• 5.2.3 环境参数安全域确定的流程70-71
• 5.3 300ft 自升式平台的环境参数安全域的确定71-74
• 5.3.1 水深、风速组合确定波高范围71-72
• 5.3.2 风速、波高组合确定水深范围72-73
• 5.3.3 水深、波高组合确定风速范围73-74
• 5.4 本章小结74-75
• 结论75-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果81-82
• 致谢82-83
• 附录A ERA-40.NC 数据库读取 FORTRAN 程序代码83-86
• 附录B MYWORK 强度评估 FORTRAN 主程序源代码86-88
• 附录C GUMBEL分布λPN88-89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 童波;金强;;基于南海环境条件的半潜式钻井平台设计环境参数分析[J];船舶;2011年02期

2 周立宏,王文忠,万军,刘义生;渤海湾大港滩海区环境条件及工程技术思路[J];中国海上油气.工程;2000年01期

3 高志一;于福江;许富祥;李本霞;李洁;郎姝燕;;畸形波生成条件预报方法研究进展[J];海洋通报;2011年03期

4 葛明达;;连云港波高波周期统计分布[J];海洋工程;1984年01期

5 周道成,段忠东;耿贝尔逻辑模型在极值风速和有效波高联合概率分布中的应用[J];海洋工程;2003年02期

6 张秀芝;概率权重矩法及其在Weibull分布参数估计中的应用[J];海洋预报;1994年03期

7 冯国庆;任慧龙;李辉;胡超然;李依阳;刘志慧;;基于PCL的舰船结构强度评估系统开发[J];舰船科学技术;2010年05期

8 苗建全;王春洁;宋顺广;;基于PATRAN二次开发的系统设计及流程自动化[J];机械技术史及机械设计;2006年00期

9 董胜,郝小丽,樊敦秋;海洋工程设计风速与波高的联合分布[J];海洋学报(中文版);2005年03期

10 刘德辅，施建刚，王锋;海洋环境条件联合设计标准[J];海洋学报(中文版);1994年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 张婕;风—浪要素的全球分布特征研究[D];中国海洋大学;2010年

2 杨曙光;自升式平台强度评估若干问题研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 刘英杰;自升式平台桩腿的受力分析[D];哈尔滨工程大学;2004年

4 孙希兴;极端海况锦州JZ20-2平台的风险评估[D];中国海洋大学;2005年

5 李锋;海洋工程双变量环境条件设计参数估计[D];中国海洋大学;2005年

6 李海波;土壤与地震对自升式钻井平台的作用[D];大连理工大学;2006年

7 李强;基于桩土相互作用的自升式平台桩靴强度研究[D];大连理工大学;2008年

8 付丽娜;自升式钻井船桩靴承载能力研究[D];天津大学;2008年

  本文关键词：自升式平台环境参数与结构安全性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：390545