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延伸式张力腿平台结构总体概念设计及强度分析

作　者: 金苗
导　师: 翟钢军
学　校: 大连理工大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 延伸式张力腿平台概念设计结构强度分析载荷抗力系数设计法
分类号: P75
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 276次
引　用: 2次
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内容摘要

深海海洋平台是目前深海钻井采油和生活供应等多种用途的大型复杂结构物,由于其工作环境的恶劣以及结构的复杂性,因而对其进行结构设计和强度分析,细致而又准确的反映相关问题,是本论文关注的核心。本文的延伸式张力腿平台(ETLP)是国家863项目“3000米水深半潜式钻井平台”的一个对比平台。本文介绍了延伸式张力腿平台的结构特点,并对延伸式张力腿平台进行了概念设计,借助CAD工具建立平台离散后的几何图形。运用大型有限元软件ANSYS建立与原结构相当的三维有限元模型。根据给出的南海海域的海况条件和相应的规范计算结构的环境载荷,其中波浪载荷是由大连理工大学WAFDUT1.3波浪计算程序计算得出。根据DNV规范采用载荷抗力系数设计法(LRFD法),确定载荷组合工况,对延伸式张力腿平台整体结构强度进行校核分析。计算了平台作业状态和极限自存状态两种状态下的应力分布,针对确定的每一种计算工况,逐一进行求解,将结果以图形和数据表格的形式整理出来,并对其作了相应的分析。本文同时对平台工作状态和极限自存状态的结构自振频率和振型进行了分析,确定平台的自振频率是处在海浪的一阶频率谱两端,避免了结构与海浪能量集中的频率发生共振。本文较为详细地阐述了延伸式张力腿平台的概念设计和整体结构强度分析的过程和方法,较好的完成了课题的要求,具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-22
  1.1 前言  8-10
  1.2 张力腿平台的特点及分类  10-12
    1.2.1 张力腿平台的结构特征  10-11
    1.2.2 张力腿平台的工作特性  11
    1.2.3 张力腿平台的类型  11-12
  1.3 张力腿平台的发展综述  12-17
    1.3.1 张力腿平台的历史沿革及发展趋势  12-13
    1.3.2 张力腿平台的发展变化特点  13-16
    1.3.3 张力腿平台的研究现状  16-17
  1.4 海洋平台的典型破坏事故分析及安全性要求  17-19
  1.5 本课题的工程背景及主要工作  19-20
  1.6 论文研究结构  20-22
2 延伸式张力腿平台整体结构的概念设计  22-27
  2.1 南海环境条件  22-23
    2.1.1 设计海况条件  22
    2.1.2 温度  22-23
  2.2 平台设计的基本情况  23-25
    2.2.1 平台设计的总原则  23
    2.2.2 平台的结构选型  23-25
  2.3 平台结构的示意图  25-27
3 延伸式张力腿平台整体结构三维有限元模型  27-38
  3.1 有限元分析法原理简介  27
  3.2 本文使用的主要软件和方法  27-28
    3.2.1 本文使用的主要软件介绍  27
    3.2.2 主要分析流程  27-28
  3.3 建模原则和过程  28-31
  3.4 有限元模型图  31-38
    3.4.1 平台模型照片  31-32
    3.4.2 平台主要有限元模型图  32-38
4 平台总体结构强度分析  38-70
  4.1 平台结构载荷的确定  38-44
    4.1.1 静力载荷  38
    4.1.2 环境载荷  38-44
  4.2 计算载荷工况及其组合  44-48
    4.2.1 环境载荷选取原则  44
    4.2.2 载荷组合原则  44
    4.2.3 环境载荷方向选取  44
    4.2.4 平台强度校核的方法  44-45
    4.2.5 组合工况  45-48
  4.3 平台结构总体强度计算结果  48-70
    4.3.1 计算结果的规范评定  48
    4.3.2 平台结构总体强度计算结果  48-70
5 平台总体结构模态分析  70-75
  5.1 模态分析的目的和方法  70
  5.2 结构自振频率及振型  70-75
6 总结与展望  75-77
  6.1 总结  75-76
  6.2 进一步研究工作展望  76-77
参考文献  77-80
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  80-81
致谢  81-82

延伸式张力腿平台结构总体概念设计及强度分析

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