三桩自升式海洋平台优化设计的研究

发布时间：2020-09-02 19:22

　　 自升式平台在海洋工程领域有着广泛的用途。作为海洋领域应用最广的平台，其数量已经占据常用海洋平台数量中的大部分。 本文首先根据已知平台参数建立了相应海洋平台计算模型；采用了p-y等曲线模拟桩—土相互作用；对于波浪与海流对平台的作用，采用波流矢量合成方程，研究了不同相位角下，波流作用力的大小；采用了ANSYS有限元软件，对平台进行了静力、动力以及优化设计。静力分析结果表明：在静荷载作用下，平台满足其强度要求和稳定性要求。在动力分析中，研究了平台的自振频率和振动模式；并把波流荷载、冰荷载模拟成动态荷载，对自升式海洋平台进行动力响应分析。分析结果表明：与静荷载相比，动荷载作用效果更加明显；其平台的最大位移和最大应力数值都有不同程度的增大，但仍然满足其强度要求和稳定性要求。在优化分析中，研究了ANSYS的优化模块对平台构件进行优化。分析结果表明：以体积作为目标函数的值降低了大约8%，从而验证了此优化方法有一定的可行性。
【学位单位】：中国石油大学（华东）
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：P752
【部分图文】：

中 国石 油 大 学（ 华 东 ）硕 士 学 位论 文表中 ： z —— 桩 的 局部 位 移 ，m m ；D —— 桩的 直径 ， mm ；t —— 动态 的 桩土 粘 结力 ， k P a； ma xt —— 桩土 的 极限 阻 力或 桩 单位 面 积的 极 限 侧摩 阻 力， k P a。

向 荷 载 传递 － 位移 (t - z) 曲 线 d t ra ns f e r - di s p l a c em e nt （t - z） c ur ve 和 位移 之 间 关系 采 用 q z曲线 来模 拟 ：

图2- 5软至 半 硬 粘 土 p- y曲 线 (静 载 荷作 用 下 )Fi g 2- 5 So f t t o se mi ha r d c la y p - y c ur ve da t a（ s t at ic lo a d i n g ） 实 际 的 桩侧 抗 力 ， kP a； 实际 的 桩 侧位 移 ， mm ；桩 侧极 限 土抗 力 ， kP a； 达到 /2uP 时的 位 移值 ， m m 。计 算 公 式为 ： yDc 50 = 2 .5ξ；— 在 原 状土 不 排水 试 验 中 在 最大 应 力 的 一半 出 现时 的 应变 那 么 50 ξ可采 用 0. 00 5~ 0 . 20 之 间 的 值 ，硬 粘 土采 用 低值 。 给 p- y曲 线中 ， 曲线 A B 的 形 状 由下 式 决定 ： 310.5 =ucyyPP然 也具 有 非 线性 应 力 应 变关 系 ， 但 比 软 粘 土 更为 脆 性 。为

【参考文献】

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本文编号：2810997