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《海洋導(dǎo)管架平臺(tái)的耐撞特性研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文海洋導(dǎo)管架平臺(tái)的耐撞特性研究姓名:楊亮申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造指導(dǎo)教師:馬駿20071201大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要近些年來(lái),鑒于陸上資源的日漸枯竭,資源開發(fā)向海洋,尤其是深海進(jìn)軍已成必然趨勢(shì)。而作為海上石油開采主體結(jié)構(gòu)的海洋平臺(tái),其建造,使用的安全性也越來(lái)越多的受到人們的關(guān)注。船舶與海洋平臺(tái)的碰撞往往會(huì)造成結(jié)構(gòu)破損、貨物泄漏、環(huán)境污染,人員傷亡等災(zāi)難性的后果。所以,無(wú)論是從安全上、經(jīng)濟(jì)上,還是從環(huán)境保護(hù)上來(lái)看,提高海洋平臺(tái)的耐撞性能都具有重要的意義。船舶與海洋
2、平臺(tái)發(fā)生的碰撞是結(jié)構(gòu)在很短的時(shí)間內(nèi)(大約零點(diǎn)幾秒到一點(diǎn)幾秒)在巨大碰撞載荷作用下的一種復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程,存在著大量的非線性問題。不同于陸上的結(jié)構(gòu)碰撞,船舶與海洋平臺(tái)的碰撞屬于一種典型的流固耦合問題。在碰撞過(guò)程中還包含很多不確定因素,如碰撞的性質(zhì)、強(qiáng)度、被撞結(jié)構(gòu)和撞擊船的狀況等。所有這些特點(diǎn)使船舶與海洋平臺(tái)的碰撞問題的研究變得相當(dāng)復(fù)雜和困難,需要綜合應(yīng)用船舶水動(dòng)力學(xué)、塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)和結(jié)構(gòu)可靠性等方面的理論知識(shí)。到目前為止已經(jīng)發(fā)展出多種研究方法用于船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的碰撞分析,包括經(jīng)驗(yàn)方法、簡(jiǎn)化的解析方法、
3、試驗(yàn)方法和有限元仿真方法等。其中,非線性有限元數(shù)值仿真方法是目前最為有效的方法之一,也是最符合實(shí)際的一種方法。本論文就是采用流固耦合方法,建立了一艘?guī)в星虮鞘椎纳檀c固定的導(dǎo)管架海洋平臺(tái)碰撞的有限元仿真模型。并對(duì)碰撞過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真模擬。在此基礎(chǔ)上,對(duì)被撞海洋平臺(tái)的碰撞性能進(jìn)行了研究,得到了被撞海洋平臺(tái)構(gòu)件的損傷時(shí)序變形圖,能量、碰撞力時(shí)程曲線;討論了不同的碰撞船質(zhì)量、初速度以及碰撞位置等不同條件對(duì)被撞平臺(tái)結(jié)構(gòu)碰撞性能的影響并根據(jù)不同的碰撞結(jié)果擬合出最大碰撞力估算公式;考慮在海冰充當(dāng)中間介質(zhì)的情況下,對(duì)被撞平臺(tái)碰
4、撞性能的影響,并得到工程海冰的破壞過(guò)程及不同海冰范圍對(duì)碰撞結(jié)果的影響。關(guān)鍵詞:碰撞;數(shù)值仿真;流固耦合;冰介質(zhì);碰撞力估算海洋導(dǎo)管架平臺(tái)的耐撞特性研究ResearchonCharacteristicsofJacketPlatformagainstCollisionAbstractRecentyears,consideringthedecreasingamountofnature[esourccontheland,thercconrseexploitationhasinvadedtotheocean;especia
5、llydirectiontothebluewaterhasbecomenecessary.However,fortheoffshoreplatformswhichmthemainstructureusedfortheoilexploitation,thesecurityofitsbuildingandusinghasacceptedmoreandmoteattentionfromthepublic.Shipcollisioncanalwaysmakesomedisasters,includingstructure
6、damage,environmentpollutionandcasualties.Therefore,toimprovetheresistibilityofshipisofgreatimportance,nomatterwhatconsidersafety,economyandprotectingenvironment.Comsionhappenedbetweentheshipandplatformisacomplicatednonlinearinstantaneousprocessunderhugeimpact
7、load,whichcouldfinishinaveryshorttimeperiod(about0.Is一1.Os),andthewholeprocessascribestOthenonlinearproblem.Differentfromthecollisionhappenedonland,collisionhappenedbetweentheshipandplatformbelongstothetypicalproblemofFluid-StructuralCoupling.Moreoverduringth
8、ecollisionprocess,manyfactors∞Ⅱaffectcollisionresultsuchasthepropertyoftheship.theleveloftheeollisionintensity.a(chǎn)ndtherelativeposition,velocityandtheIorationofthecollidedship.Becauscofthew