基于可靠度的海洋平台结构优化设计

发布时间：2020-11-15 00:38

　　 桩基导管架海洋平台是海洋石油天然资源开发的基础性设施，是海上生产作业和生活的基地。目前，国内外对导管架平台结构系统的研究取得了一定的成果，但主要是静动力分析及安全评定，以及从确定性角度出发的优化设计。本文考虑了结构的随机性问题并在可靠性分析的基础上建立了结构的可靠性优化设计模型。应用大型有限元分析软件ANSYS提供的APDL语言接口，通过无需人工干预的参数化建模方法，建立了复杂结构的可靠度优化方法。实现了ANSYS与优化模块DOT(Design Optimization Tools)的对接，并通过具体的数值算例和现役胜利CB11F平台的分析优化，说明了这种优化方法是合理的，有效的，经济的。本项研究为海洋平台这一大型复杂结构的优化设计提供了新的思路和方法。各章节内容安排如下： 第一章首先介绍了海洋平台优化问题的工程背景和意义，然后综述了国内外在可靠度和基于可靠度的优化理论方面的研究进展，最后介绍了本文的主要研究工作。 第二章主要介绍了结构可靠度的基本理论，常用的计算方法，以及在应用过程中对原方法的改进。 第三章研究了基于可靠度的结构优化设计方法，包括基于可靠度的桁架结构拓扑优化和基于ANSYS二次开发的可靠度优化方法。通过算例验证了该方法的可行性与合理性并提出了该方法的一些不足及改进策略。 第四章建立了基于可靠度的海洋平台的结构优化设计模型，确立了随机参数模型，以胜利CB11F平台为例进行了基于可靠度的优化设计。算例结果显示了基于可靠度的优化是合理的，经济的。 第五章总结全文，并展望了进一步的研究工作。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2002
【中图分类】：P715.4
【文章目录】：
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英文摘要
目次
1 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 结构可靠度理论的发展历程
        1.2.2 结构可靠度分析的目的
        1.2.3 基于可靠度的结构优化设计
    1.3 本文的主要研究工作
2 结构可靠度理论
    2.1 结构可靠度的基本概念
    2.2 结构可靠度的计算方法
        2.2.1 一次二阶矩法
        2.2.2 一次二阶矩法的改进
        2.2.3 JC法
    2.3 一次可靠度分析方法的改进
3 基于可靠度的结构优化方法
    3.1 基于可靠度的优化模型的建立及求解
    3.2 基于可靠度的桁架结构拓扑优化
        3.2.1 优化模型
        3.2.2 结构可靠度计算
        3.2.3 拓扑优化方法
        3.2.4 数值算例
    3.3 基于商业软件ANSYS的可靠度的优化方法
    3.4 整合ANSYS的可靠度优化方法
        3.4.1 优化设计过程
        3.4.2 ANSYS的参数化建模
        3.4.3 优化结果的输出
        3.4.4 该优化方法的不足及改进
        3.4.5 数值算例
4 基于可靠度的海洋平台结构优化设计
    4.1 桩基导管架平台优化模型的建立
    4.2 设计荷载计算及荷载组合
        4.2.1 设计环境荷载
        4.2.2 环境荷载及其计算准则
        4.2.3 荷载组合原理
    4.3 胜利CB11F平台的优化
    4.4 小结
5 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间完成的相关学术论文以及参与的工程项目
致谢

【引证文献】

相关硕士学位论文 前7条

1 张磊;直立式防波堤的可靠性分析[D];中国海洋大学;2011年

2 朱莉娜;海洋工程焊接结构应力及变形分析系统的研究与开发[D];天津大学;2010年

3 杨凤军;渤海湾浅海海洋平台动力分析及优化设计[D];中国石油大学;2011年

4 施金;胶凝面板堆石坝结构分析与优化设计研究[D];南京水利科学研究院;2006年

5 张群站;基于蚁群算法的集装箱船结构优化设计[D];天津大学;2007年

6 元征;浅海混凝土桩基平台动力分析和结构优化[D];天津大学;2009年

7 李荣敏;近海重力式风机基础选型优化与可靠性研究[D];大连理工大学;2010年

本文编号：2884123