深水半潜式平台疲劳损伤评估技术研究
[Abstract]:With the rapid development of economy, the consumption of oil and gas resources has risen sharply. Further accelerating the development of offshore oil and gas resources is one of the important ways to relieve the pressure of oil and gas resources. Fatigue damage is one of the most important damage forms of offshore structures, so it is necessary to study the fatigue damage of structures deeply. This paper systematically summarizes the relevant theoretical models and common analysis methods of fatigue analysis, and points out the fatigue components of structures. The main contents of this paper are as follows: 1. The hydrodynamic model, the finite element model and the mass model of the semi-submersible platform studied in this paper are established, and the frequency domain hydrodynamic model is analyzed and studied. Hydrodynamic parameters of the structure are obtained. Wave loads acting on the semi-submersible platform structure are calculated by using Green's function, source strength function and Morison's formula. Design wave elements under typical loading conditions of semi-submersible platform are obtained by using design wave method. Structural strength under the condition of design wave is calculated and checked. The results show that the semi-submersible platform studied in this paper has excellent hydrodynamic performance and the structural strength meets the requirements. The results show that the fatigue damage caused by longitudinal wave action is the smallest, then the transverse wave action is the second, and the oblique wave action is the largest. The fatigue life of the connection with the diagonal brace is relatively small, and the fatigue life of the other points meets the requirements. 3. The mooring coupling motion of the semi-submersible platform structure is studied. The motion history and the mooring tension time history of the structure under different sea conditions are obtained. The motion and the mooring tension of the structure under the limit environment are checked. The fatigue damage of mooring cables is studied, and the influence of wave height and wave period on the damage degree of mooring cables is discussed. The results show that if the wave height is constant, the fatigue damage degree of mooring cables increases first and then decreases with the increase of wave period; if the wave period is constant, the damage degree of mooring cables increases with the increase of wave height. The fatigue life of three-stage mooring can be divided into three zones: the upper mooring chain zone with low life, the middle mooring cable zone with high life and the mooring chain zone with low life. The fatigue resistance of the R4 mooring chain is better than that of the R3 mooring chain. 4. To improve the calculation efficiency of the time-domain method for fatigue assessment, a study is carried out. The calculation efficiency of the time-domain method is improved by equivalence of several short-term sea conditions blocks and reduction of the number of sea conditions calculated in the time-domain method. Aim. Four kinds of block partitioning methods for wave and ocean conditions are proposed, and the evaluation deviation parameters and calculation efficiency parameters are designed to compare the advantages and disadvantages of different block partitioning methods. The fatigue life of structural mooring cables can be overestimated by the method of time block partition; the fatigue life of structural mooring cables can be underestimated by the method of equal wave height block partition; the fatigue life of structural mooring cables can be overestimated by the method of six sea conditions block partition; the results of four sea conditions block partition are the closest to those of non-simplified sea conditions block partition. The proposed efficient block partition method is the main innovation of this paper.
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE951
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,本文编号:2229409
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