基于极限强度的海洋平台损伤评估研究
发布时间：2017-09-18 13:14
本文关键词：基于极限强度的海洋平台损伤评估研究
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【摘要】：海洋平台在服役当中经常需要进行强度评估来确保平台的安全运营，其中，腐蚀是造成海洋平台受损的影响因素之一，造成海洋平台强度下降的不利影响，甚至引起海洋平台发生破坏，导致安全事故，从而造成极大的经济损失。所以，对腐蚀进行研究，考虑它对海洋平台极限强度的影响，进而安全评估受损海洋平台的极限强度具有重大的现实意义和工程意义。 首先，本文介绍了常用的裂纹损伤构件的极限强度评估方法，将这些方法的评估结果与实验值进行比较，结果显示：在裂纹较小时，有限元方法更合理、可靠。最终选取有限元方法研究海洋平台腐蚀损伤问题。 其次，利用ANSYS有限元软件分析不同的腐蚀损伤凹坑几何参数对圆管构件的极限强度的影响，并总结出相应的几何参数的影响规律，在此基础上通过非线性回归方法，得出凹坑损伤圆管的极限强度经验公式，并以此公式求得受损构件极限强度系数以便评估整个平台的极限强度。 最后，利用ANSYS有限元软件建立完整海洋平台的实体模型，通过本文中的经验公式和强度等效原则修改平台受损导管的尺寸，模拟损伤，，进而对海洋平台的极限强度进行评估，分析腐蚀损伤的规律，同时，讨论海洋平台桩腿受损程度对极限强度的影响。 经过研究表明，腐蚀损伤对海洋平台产生的不可忽视的影响，在工程应用中应该得到足够的重视，并及时做好防护措施。
【关键词】：海洋平台 圆管单元 ANSYS有限元 损伤评估 极限强度
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.381;U661.43
【目录】：
- 摘要3-4
- Abstract4-7
- 第1章 绪论7-13
- 1.1 课题研究背景及意义7-8
- 1.2 国内外结构损伤评估研究概况8-11
- 1.2.1 国外结构损伤评估研究基本情况8-9
- 1.2.2 国内结构损伤评估研究概况9-11
- 1.3 创新点简介11-12
- 1.4 研究内容12-13
- 第2章 裂纹损伤构件极限强度评估13-29
- 2.1 构件裂纹分析13-14
- 2.1.1 裂纹的分类13
- 2.1.2 裂纹对材料强度影响13-14
- 2.2 极限强度分析理论基础14-17
- 2.2.1 结构的非线性分析14-16
- 2.2.2 利用有限元方法对非线性问题进行求解16
- 2.2.3 构件的极限强度准则16-17
- 2.3 裂纹损伤构件极限强度的研究方法17-26
- 2.3.1 实验方法18-19
- 2.3.2 理论研究方法19-24
- 2.3.3 裂纹损伤构件的有限元方法24-26
- 2.4 常用裂纹损伤结件极限强度方法的有效性对比研究26-28
- 2.5 本章小结28-29
- 第3章 具有凹坑损伤构件的极限强度研究29-43
- 3.1 利用 ANSYS 对凹坑损伤构件极限强度进行参数化分析29-38
- 3.1.1 基本假设29-32
- 3.1.2 有限元结果分析32-35
- 3.1.3 参数化分析腐蚀几何参数对损伤管单元极限强度的影响35-38
- 3.2 腐蚀损伤凹坑构件极限强度经验公式拟合38-42
- 3.3 小结42-43
- 第4章 导管架海洋平台腐蚀损伤极限强度评估43-65
- 4.1 海洋平台腐蚀损伤简介43-47
- 4.1.1 海洋平台钢结构腐蚀规律43-45
- 4.1.2 材料腐蚀对服役平台结构极限强度的影响45-46
- 4.1.3 海洋平台极限强度准则46
- 4.1.4 平台的极限强度的确定46-47
- 4.2 有限元模型的建立47-50
- 4.2.1 平台简介47-50
- 4.3 海洋平台载荷的计算方法50-53
- 4.3.1 风载荷50-51
- 4.3.2 波浪载荷51-52
- 4.3.3 海流载荷52
- 4.3.4 海冰载荷52-53
- 4.4 海洋平台载荷的确定53
- 4.4.1 环境载荷的计算53
- 4.5 完整海洋平台极限强度的确定53-56
- 4.6 具有腐蚀凹坑损伤的海洋平台极限强度的定性评估研究56-64
- 4.6.1 腐蚀凹坑损伤构件模型修正57
- 4.6.2 腐蚀凹坑损伤海洋平台极限强度分析57-64
- 4.7 本章小结64-65
- 第5章 总结和展望65-66
- 5.1 总结65
- 5.2 展望65-66
- 参考文献66-69
- 致谢69
【参考文献】
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