孙玉武[1]2001年在《自升式平台后服役期结构强度及损伤评估研究》文中研究说明渤海8号平台是一座由槽口式改为悬臂式的自升式平台，并已经进入后服役期阶段的老龄化平台。由于改装改变了平台的结构形式和应力分布，造成承载能力与外载荷的不匹配。本文根据渤海8号在使用中出现的问题，对处于升船钻井状态的平台从静力、疲劳、稳定性和变形等多方面进行了分析，并在此基础上进行结构强度校核和损伤评估，提出改进平台结构强度性能的方案。 首先，建立渤海8号平台整体空间板梁组合结构有限元分析模型。在环境载荷和工作载荷作用下，计及钻井载荷动载效应，利用结构有限元软件计算平台不同工况下的应力分布，根据结构强度和规范要求校核平台主船体结构及桩腿的静强度。 其次，本文通过分析提出了平台主体结构不同以往的疲劳区域和循环载荷，采用P-S-N曲线方法和线性累计损伤理论，计算在由钻井载荷波动引起的循环载荷作用下平台升降室围井区垂直焊缝处疲劳计算点的累积损伤，并进行寿命估算。疲劳计算中考虑了焊接残余应力、应力集中和平均应力等因素的影响。 本文以试验为基础，通过比较性分析建立平台升降室疲劳区域的裂纹扩展动态模型，预报裂纹扩展长度，估算裂纹扩展寿命。并采用剩余强度干涉理论和损伤容限分析思想对平台进行可靠性评估。然后根据现场裂纹扩展测量数据对裂纹扩展预报和结构可靠性进行贝叶斯修正。 针对机械甲板变形问题，利用理论和经验公式进行整体板架和局部板格屈曲分析。通过与有限元应力计算结果比较，校核机械甲板的稳定性。在确定屈曲类型和原因的基础上，提出消除局部板格屈曲的方案。 最后，利用平台整体结构有限元位移计算结果，分析悬臂梁的最大挠度和变形曲线。根据业主要求和结构特点，提出减小悬臂梁挠度和结构应力的改装方案，进行结构再分析，定量计算改装对悬臂梁挠度的影响。
李立业[2]2010年在《老龄自升式平台结构强度及疲劳分析》文中认为目前我国海洋钻井平台大多数服役年限都比较长,有些平台已经达到或超过其设计寿命,正在步入后服役期。这些平台长期在恶劣环境中作业,不可避免地产生各种腐蚀、变形、裂纹和损伤,甚至造成结构破坏,从而降低了平台的工作能力,甚至影响平台的作业安全,因此对老龄平台进行结构强度安全校核是十分必要的。此外,平台会受到波浪的循环作用,在桩腿结构上会产生循环变化的交变应力。虽然应力水平远低于材料的屈服强度,但是在长期的交变应力作用下,桩腿有可能产生突然性的疲劳破坏。因此对平台桩腿结构进行疲劳分析也有着重要的意义。本文根据美国近海委员会制定的“GUIDELINES FOR SITE SPECIFIC ASSE -SSMENT OF MOBILE JACK-UP UNITS”,展开某移动式钻井平台的强度与疲劳分析。依据有限元方法,考虑平台钻井和风暴自存工况,建立某自升式平台空间整体板梁组合结构有限元模型。综合考虑风浪流等载荷的不同组合,计算平台不同工况下的应力分布,根据规范要求校核平台主船体结构及桩腿的强度。考虑钻井作业工况,进行平台模态分析和疲劳分析,确定模态分析得出平台自振特性。考虑平台的动力放大效应和应力集中影响,采用谱分析法,计算由波浪引起的循环载荷作用下平台桩腿结构的累积损伤,进行寿命评估。研究表明,槽口区和弦杆强度是平台强度的制约因素,平台易与波浪低频成分发生共振。疲劳寿命分析结果表明,受波浪影响,桩腿飞溅区、导向装置连接区域管节点的疲劳损伤最大,疲劳寿命最短,对这些部位的管节点强度应足够重视。
陈伟[3]2016年在《自升式平台结构长期监测系统设计》文中研究指明船舶在海洋中航行时经常会遇到大风、大浪等恶劣海况,以及漂浮物撞击等不可预见危险情形,易造成船体结构破环或疲劳损伤,形成船体结构失效破坏隐患,如果没有及时发现并采取有效措施将可能带来巨大灾难。船体结构长期监测系统(Ship Hull Structure Long Term Monitor System,SHSLTMS)用于对船体重要结构、关键构件和敏感部位进行结构应力实时监测和船体强度在线评估,时刻了解船体在各种海况下船体各部分的应力状态。通过对所测应力的分析,在结构安全隐患未发展成结构破环事故而造成重大损失之前,及时开展预防性维护,它对保障船体结构和人员安全、指导船舶的操纵以及船体寿命评估具有十分重要的意义。本文设计了一种海上油气开采的自升式平台的结构长期监测系统,重点对测点位置选取,系统总体设计方案、系统硬件设计及选型方案、系统软件设计方案以及系统安装后遇到的问题等进行了说明和分析。本课题以自升式平台安全作业和智能航行为背景,设计了自升式平台结构长期监测系统。论文首先是对平台的结构总体强度分析得到目标测点;其次对系统采用的单向应力传感器、叁向应力传感器以及加速度传感器进行选型以及对信号调理模块的具体设计进行详细说明;接着对系统软件的两大部分现场监控程序和历史分析程序进行了详细设计说明;最后对系统进行了安装前测试以及对安装后遇到的问题进行了描述,及对已完成的工作进行了总结和对课题后续的工作进行了展望。
张谦[4]2010年在《含局部损伤导管架平台结构强度分析》文中研究表明海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵,与陆地结构相比,它所处的环境条件十分复杂且恶劣,承受着多种随时间和空间变化的随机荷载,同时还要受到地震的威胁。海洋平台还可能受到船舶的撞击和生产作业引起的各种损伤,因此,科学地分析受损构件对海洋平台整体强度的影响,及时采取有效处理措施,可以延缓结构损伤的进程,达到延长整体结构使用寿命的目的。本文首先根据平台的设计资料建立平台的管单元模型,在叁种工况下分别计算无损平台的应力,然后通过局部实体建模,采用耦合节点的方法处理实体单元与线单元的连接,提出了一种含局部损伤海洋平台整体结构有限元分析方法,并对位置1处局部实体模型与全管单元模型在叁种工况下的应力、位移场计算结果进行对比,验证采取的耦合节点的连接方法是可行的。以一位于渤海的现役导管架平台为研究对象,该平台由管件焊接而成,根据设计规范,分析在环境极值载荷下平台应力场,研究表明：当导管架开裂损伤圆周弧长较小时,最大应力发生在导管架上,当损伤圆周弧长达到一定值时,最大应力发生在损伤周围。随着损伤圆周弧长的增加,损伤处应力不断增大。选择在3个高应力管节点区域模拟发生贯穿性损伤,在极端波浪载荷条件下,位置1损伤处圆周弧长达到172°时,该处最大应力达到材料的屈服极限；在极端冰载荷条件下,位置2损伤处圆周弧长达到149°时,该处的最大应力达到材料的屈服极限；在极端波浪载荷条件下,位置3损伤处圆周弧长为144°时,该处的最大应力达到材料的屈服极限。当损伤处圆周弧长超过上述值时,最大应力超过材料的屈服极限,并在损伤边缘处塑性变形加速,最后会使导管架撑杆断裂,造成重大事故。分析局部损伤对海洋平台整体应力水平的影响,为现役平台的分析与评估提供更为精确和符合实际的手段,为海洋平台检测、维修决策、结构承载潜力挖掘提供科学依据。
参考文献：
[1]. 自升式平台后服役期结构强度及损伤评估研究[D]. 孙玉武. 哈尔滨工程大学. 2001
[2]. 老龄自升式平台结构强度及疲劳分析[D]. 李立业. 天津大学. 2010
[3]. 自升式平台结构长期监测系统设计[D]. 陈伟. 中北大学. 2016
[4]. 含局部损伤导管架平台结构强度分析[D]. 张谦. 中国海洋大学. 2010