深海浮式平台局部结构可靠度分析与优化设计

论文摘要

我国经济增长越来越依赖于石油,开发丰富的深海石油资源已迫在眉睫。可深海石油开采具有高风险性,因此必须对灾害海洋环境下深海浮式平台的安全评估技术进行研究。从多起海洋平台事故可以看出,平台整体倒塌、倾覆、漂移往往是由于平台局部结构首先破坏引起的。深海浮式平台局部结构的安全性是平台整体安全的基础。本文依托国家高技术研究发展计划（863计划）“浮体固体结构的安全性评估技术”子课题进行研究,首先用确定性方法研究得出深海浮式平台局部结构的极限状态方程,然后在此基础上,用可靠度理论对其安全性进行评估,得到在不同工况下的可靠度指标值。最后以可靠度指标值为约束条件,进行优化设计方法研究。本文主要研究成果和结论如下:（1）总结归纳了深海浮式平台基本组成构件加筋平面板和加筋圆柱壳在各种应力作用下的极限状态方程。（2）提出“多插值”方法,使子模型技术适用于深海浮式平台局部结构受力分析。（3）对深海浮式平台连接节点不同工况下的受力进行分析,得出各连接节点的强度极限状态方程。（4）用可靠度理论对深海浮式平台（TLP、Spar和SEMI）的局部结构进行安全评估,并用C++6.0编写相应分析软件,计算各局部结构在不同工况下的可靠度指标值。（5）根据验算点法中可靠度指标值的几何意义,得到可靠度指标值的灵敏度计算公式,以此为导数信息,构造一种高效可行的基于可靠度的优化设计迭代计算方法。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 强度极限状态方程
• 2.1 基本组成构件极限状态方程
• 2.2 有梁单元通过切割边界的子模型技术研究
• 2.3 深海浮式平台连接节点极限状态方程
• 2.4 本章小结
• 第3章 可靠度分析
• 3.1 可靠度基本理论
• 3.2 可靠度计算方法
• 3.3 软件开发
• 3.4 深海浮式平台局部结构可靠度分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于可靠度的优化设计
• 4.1 数学模型
• 4.2 灵敏度分析
• 4.3 优化设计方法
• 4.4 加筋平面板优化设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 主要创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 个人简介