导管架海洋平台力学分析及腐蚀损伤评价

发布时间：2017-03-18 06:07

  本文关键词：导管架海洋平台力学分析及腐蚀损伤评价，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：海洋平台是海洋石油开发过程中的重要组成部分,长期受到海风、波流等环境载荷作用,由于盐雾、潮气和海水及海生物侵蚀而产生剧烈腐蚀,致使海洋平台结构的承载能力下降。所以,对海洋平台结构性能的研究非常有必要。本文以南海海域某导管架海洋平台为研究对象,采用数值模拟的方法对导管架海洋平台开展了静力、模态、瞬态动力、极限承载能力分析以及腐蚀损评价。1.本文根据南海某导管架海洋平台的设计说明书,采用ANSYS软件建立有限元模型。首先,对该模型进行静力分析,通过主要杆件合应力UC值校核,结果远小于1;然后对其进行模态分析,计算得到的平台低阶频率与设计相近,据此验证了该模型的准确性。以此模型为基础,在不同载荷工况下,对其进行了瞬态动力分析和极限承载能力分析,结果表明平台在y向的承载能力较低。2.导管架海洋平台长期服役于恶劣的南海海洋环境,受到严重的腐蚀,致使极限承载能力降低。本文在分析导管架平台腐蚀影响的基础上,基于Paik腐蚀模型计算得到5年、10年、15年、20年平台腐蚀量。对不同服役期的的腐蚀损伤平台有限元模型,在不同工况下进行了力学分析,得到不同年限与极限承载能力和合应力UC值的关系,结果表明,平台服役20年后部分杆件失效,需进行加固修复,使其继续服役。
【关键词】：导管架海洋平台 腐蚀损伤 静力分析 模态分析 瞬态动力分析
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE985
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题背景及研究意义9-11
• 1.1.1 海洋石油开发背景及必要性9-10
• 1.1.2 研究海洋平台结构性能的必要性10
• 1.1.3 数值模拟方法和有限元理论的研究10-11
• 1.2 国内外海洋平台发展概论11-12
• 1.2.1 国外发展11-12
• 1.2.2 国内发展12
• 1.3 海洋平台力学分析研究现状12-14
• 1.4 海洋平台腐蚀损伤评价研究现状14-15
• 1.5 主要研究内容15-16
• 第二章 导管架海洋平台数值模型的理论基础16-30
• 2.1 有限元理论基础16-22
• 2.1.1 有限单元法概述16
• 2.1.2 有限元法的基本思想16-17
• 2.1.3 ANSYS有限元软件简介17-18
• 2.1.4 单元特性18-22
• 2.2 静力分析22-24
• 2.3 模态分析24
• 2.4 动力分析24-26
• 2.4.1 瞬态动力分析24-26
• 2.4.2 ANSYS瞬态动力分析方法26
• 2.5 极限承载能力分析26-28
• 2.5.1 材料弹塑性理论26-27
• 2.5.2 弹塑性简化力学模型27-28
• 2.5.3 极限状态判断准则28
• 2.6 静力分析下的导管架海洋平台安全评价理论28-29
• 2.7 本章小结29-30
• 第三章 导管架海洋平台有限元模型建立及环境载荷30-40
• 3.1 平台简介30-32
• 3.2 建立导管架海洋平台的有限元模型32-33
• 3.2.1 建模步骤32
• 3.2.2 单元类型和参数32-33
• 3.3 环境载荷33-39
• 3.3.1 风载荷33-35
• 3.3.2 波浪载荷35-37
• 3.3.3 海流载荷37-38
• 3.3.4 波流联合作用38
• 3.3.5 ANSYS计算波流载荷38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 导管架海洋平台力学分析40-51
• 4.1 导管架海洋平台静力分析40-47
• 4.1.1 操作工况下导管架海洋平台静力分析40-43
• 4.1.2 风暴工况下导管架海洋平台静力分析43-45
• 4.1.3 导管架海洋平台安全评价45-47
• 4.2 导管架海洋平台模态分析47-48
• 4.3 导管架海洋平台瞬态动力分析48-50
• 4.4 导管架海洋平台极限承载能力分析50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 导管架海洋平台腐蚀损伤评价51-67
• 5.1 导管架海洋平台在海水中腐蚀的影响因素51-57
• 5.1.1 海洋腐蚀区域环境条件51-54
• 5.1.2 影响海水腐蚀性的因素54-55
• 5.1.3 导管架海洋平台所处的南海特征环境因子55-57
• 5.2 导管架海洋平台腐蚀损伤评价理论基础57-58
• 5.2.1 导管架海洋平台腐蚀损伤基本公式57
• 5.2.2 腐蚀分析评价模型57-58
• 5.3 导管架海洋平台腐蚀损伤评价58-66
• 5.3.1 腐蚀损伤下的导管架海洋平台静力分析59-63
• 5.3.2 腐蚀损伤下的导管架海洋平台模态分析63-64
• 5.3.3 腐蚀损伤下的导管架海洋平台瞬态动力分析64-65
• 5.3.4 腐蚀损伤下的导管架海洋平台极限承载能力分析65
• 5.3.5 导管架海洋平台的腐蚀损伤评价65-66
• 5.4 本章小结66-67
• 结论与展望67-68
• 参考文献68-72
• 发表文章目录及参与科研项目72-73
• 致谢73-74

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