极端海况下深水半潜式平台关键结构可靠性及倾覆风险研究

发布时间：2023-01-09 14:16

　　随着海洋资源的不断勘探,平台结构安全性问题越来越受到重视,而深水半潜式平台结构可靠性是保证平台正常作业和工作人员安全的重要指标;同时在极端海况下平台倾覆事件屡屡发生,因此需要针对恶劣环境下平台的倾覆风险进行研究。本文针对深水半潜式平台波浪载荷预报、平台整体应力分析、关键构件极限强度评估、关键结构在极端海况下的可靠性分析、系泊系统可靠性以及平台的倾覆风险等方面进行研究和探索,主要内容包括:首先给出了深水半潜式平台波浪载荷极值随机分布预报方法。根据多变量极值联合概率分析方法推算百年一遇极端海况参数,并与规范值进行对比;运用Morison方程以及绕射理论对半潜平台所受的主要波浪载荷进行长短期预报,并计算半潜式平台静水载荷大小;在此基础上研究了海浪谱型不确定性、波高不确定性对短期预报结果的影响以及载荷长期分布极值不确定性、长期极值分布不确定性对长期预报结果的影响,最终得到环境载荷变量统计参数。其次建立了深水半潜式平台关键结构极限强度随机分布计算方法,获得极限强度的统计参数和分布形式,并给出极端海况下平台关键结构失效概率计算方法。在平台结构强度进行分析的基础上运用FMEA对平台结构失效模式进行分... 

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 海洋平台结构可靠性研究现状
        1.2.1 半潜式平台波浪载荷研究
        1.2.2 半潜式平台结构极限强度研究
        1.2.3 半潜式平台结构可靠性研究
    1.3 海洋平台结构响应与风险研究现状
        1.3.1 半潜式平台结构响应研究
        1.3.2 平台倾覆研究
    1.4 论文主要研究工作
第2章 结构可靠性理论
    2.1 极限状态
        2.1.1 典型工况下半潜式平台的极限状态
        2.1.2 极限状态方程
    2.2 极限强度非线性有限元分析
        2.2.1 非线性因素和基本流程
        2.2.2 非线性有限元求解方法
    2.3 结构可靠性
        2.3.1 结构可靠度与失效概率
        2.3.2 结构可靠度计算方法
        2.3.3 结构体系可靠度基本概念
    2.4 小结
第3章 波浪载荷预报以及不确定性分析
    3.1 概述
    3.2 极端海况分析
        3.2.1 多变量极值联合概率分析方法
        3.2.2 南海位置的风浪联合设计参数推算
        3.2.3 Gumbel实用性分析
        3.2.4 风浪设计环境参数推算
    3.3 波浪极值载荷分析
        3.3.1 有限元模型建立
        3.3.2 短期预报
        3.3.3 长期预报
    3.4 载荷不确定性分析
        3.4.1 短期波浪载荷不确定性分析
        3.4.2 长期预报不确定性分析
        3.4.3 静水载荷分析
    3.5 本章小结
第4章 极端海况下半潜式平台关键结构可靠性分析
    4.1 半潜式平台关键结构识别
        4.1.1 半潜式平台整体结构强度分析
        4.1.2 关键结构失效模式
    4.2 关键结构极限强度计算
        4.2.1 横撑结构极限强度
        4.2.2 浮体结构极限强度
    4.3 关键结构极限强度不确定性分析
        4.3.1 结构极限强度主要不确定因素分析
        4.3.2 结构极限强度不确定性计算方法
        4.3.3 关键结构极限强度不确定性分析
    4.4 关键结构可靠性分析
        4.4.1 结构功能函数
        4.4.2 线性响应面法
        4.4.3 关键结构可靠性
    4.5 本章小结
第5章 平台倾覆风险分析
    5.1 概述
    5.2 系泊系统耦合响应分析
        5.2.1 系泊链布置以及目标海况
        5.2.2 结果及分析
    5.3 系泊链可靠度计算
        5.3.1 系泊链极限状态分析
        5.3.2 载荷概率模型
        5.3.3 抗力概率模型
        5.3.4 系泊链可靠度
    5.4 局部系泊失效时平台倾覆风险分析
        5.4.1 局部系泊链失效后系泊系统可靠度
        5.4.2 倾覆风险判断准则
        5.4.3 倾覆风险分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 论文完成的主要工作
    6.2 论文主要结论
    6.3 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]半潜式平台系泊断裂瞬态漂移过程的稳性分析与探讨[J]. 冯加果,刘小燕,谢文会,王世圣,屈衍.  中国海洋平台. 2015(03)
[2]深海半潜式钻井平台的稳性分析[J]. 刘海霞.  中国海洋平台. 2013(06)
[3]抑制半潜式平台垂荡响应的方法研究[J]. 陈建民,张萍,孙艳,王宾.  船海工程. 2012(04)
[4]半潜平台载荷不确定性及结构可靠性研究[J]. 杨鹏,顾学康,吴东伟.  船舶力学. 2012(Z1)
[5]浮式风机半潜平台稳性数值分析[J]. 张亮,邓慧静.  应用科技. 2011(10)
[6]深海平台系泊系统在灾害性海洋环境下可靠性评估[J]. 陈昌松,薛鸿祥,唐文勇,胡志强.  海洋工程. 2010(04)
[7]大型液化天然气船船体极限强度研究[J]. 祁恩荣,张晓杰,滕蓓,陈小平,蒋彩霞.  船舶力学. 2010(Z1)
[8]A Global Reliability Assessment Method on Aging Offshore Platforms with Corrosion and Cracks[J]. 嵇春艳,李珊珊,陈明璐.  China Ocean Engineering. 2009(02)
[9]深水半潜式钻井平台总体强度计算技术研究[J]. 王世圣,谢彬,谢文会.  石油矿场机械. 2009(05)
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硕士论文
[1]深水半潜式平台张紧式系泊性能研究[D]. 赵战华.中国海洋大学 2011
[2]半潜平台结构强度可靠性评估方法研究[D]. 吴东伟.中国舰船研究院 2011
[3]深水锚泊半潜式平台的混合模型试验研究[D]. 王晴晴.上海交通大学 2011
[4]深水锚泊半潜式钻井平台运动及动力特性研究[D]. 史琪琪.上海交通大学 2011
[5]深水半潜式平台系泊系统耦合动力响应研究[D]. 陈鹏.大连理工大学 2010
[6]深海浮式平台局部结构可靠度分析与优化设计[D]. 徐龙坤.浙江大学 2010
[7]混合模型试验中截断系泊缆动力特性差异研究[D]. 苏志勇.上海交通大学 2009
[8]半潜式平台运动性能与参数敏感性分析[D]. 杨立军.上海交通大学 2009
[9]深水半潜式钻井平台系泊系统方案设计与分析[D]. 宋安科.哈尔滨工程大学 2008
[10]深水悬链线锚泊系统多成份锚泊线设计[D]. 周洋.哈尔滨工程大学 2008



本文编号：3729330