通信平台系泊系统的疲劳可靠性分析

发布时间：2017-12-16 20:07

  本文关键词：通信平台系泊系统的疲劳可靠性分析

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【摘要】：随着国际能源结构的优化,各类新能源在能源消费结构体系中所占比重越来越大。同时,在海洋资源争夺日益激烈的大环境下,对深海波浪环境的监测、深远海的通讯及监控也更加重要。而在深水系泊领域,以Polyester缆为主的绷紧式系泊系统逐渐得到广泛应用,该系泊材料具有特殊的动刚度及疲劳特性。本文在对国内外深水系泊系统的设计现状和疲劳可靠性问题的研究方法进行充分探究的基础上,对作业于南海海域,综合深海新能源、深海通讯及监控于一体的某通信平台分别设计绷紧式与悬链式系泊系统,计算两种系泊系统的疲劳寿命并分析绷紧式系泊系统的疲劳可靠性,得出一些有价值的结论。首先采用MATLAB编写雨流计数法,以便对时域数据进行处理并获得缆索的张力范围及循环周次;利用AQWA软件建立平台水动力模型并进行短期海况下的时域分析,计算选取最危险环境载荷方向及损伤度较高的系泊缆,简化疲劳寿命计算;对绷紧式系泊系统进行刚度的迭代计算,得到其最终刚度值;在特定短期海况下,分别采用算例中的时域法与API规范中的联合谱法计算Polyester缆的疲劳损伤结果并进行对比,计算表明时域法对该算例具有可行性;在导缆孔附近的张力随偏移静平衡位置的变化规律基本一致的前提下,分别对浮台进行绷紧及悬链式系泊系统的设计并计算总疲劳损伤及疲劳寿命。分析计算结果,认为对于该算例而言,合成纤维缆的疲劳性能要优于钢链。在疲劳可靠性的分析中,按照海洋工程常用的处理方法,假定各变量服从对数正态分布,并根据雨流计数法的处理结果得到应力的均方值及跨零率,最终计算出绷紧式系泊系统疲劳寿命的可靠性指标。研究表明,该绷紧式系泊系统达到20年的设计寿命具有很高的可靠度。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P751

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本文编号：1297286