海洋平台结构碰撞分析及安全性研究

发布时间：2020-06-21 01:14

【摘要】：海洋平台遭遇船舶碰撞是影响其结构安全性的重要风险之一，碰撞后的动力响应预报和结构安全性评估已经成为海洋工程结构物设计中的热点问题。本文从工程实际出发，对三种典型海洋平台在位工作状态下遭遇船舶碰撞问题开展了相关研究工作。 作者对海洋平台遭遇船舶碰撞的基本原理和事故统计数据进行归纳总结，确定了碰撞事故的典型工况，并进一步对碰撞数值仿真的基本原理和关键技术进行了研究。 本文基于非线性有限元数值仿真技术，考虑附连水质量和材料应变率敏感性的影响，以一自升式平台为例，提出了一种计及碰撞前平台的初始应力状态和碰撞后平台的剩余强度的安全性评估方法。在此基础上，对自升式平台、导管架平台和半潜式平台这三类典型海洋平台在碰撞过程中的结构动力响应以及撞击参数的影响进行研究，并依据历史统计数据，对三类平台的碰撞风险做出定性评估。
【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】：P75
【图文】：

（3-6）这里要注意，位置、力和加速度取时间步n时的数值，而速度取时间步（n+1）/2时的数值。具体如图3.1所示。图3.1 时间中心差分法不管是显式求解或者是隐式求解，计算的稳定是很重要的。要保证计算稳定，时间步长必须要小于网格的最小固有周期：maxΔ t ≤2 /ω（3-7）式中，maxω —有限元网格的最大自然角频率。如果以一维单元为例，最小时间步长由下式决定：

本文的目标平台是某自升式钻井平台，采用三桩腿桁架式K型连接结构，其最大的工作水深为300英尺，最大钻井深度30000英尺，入籍ABS船级社。图4.1 自升式平台侧视图平台在碰撞过程中只有碰撞区域存在明显的塑性应变，碰撞区域外的结构几乎不发生塑性应变，因此其结构损伤具有典型的局部性特征。本文平台的数值模型采用“梁元—板壳”嵌入模型，仅在碰撞可能发生的区域内采用板壳单元，有限元模型如图4.2和图4.3。图4.2 平台有限元模型 4.3 梁元与板元的嵌入模型 图4.4 撞击船有限元模型

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

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本文编号：2723259