半潜式平台的极限强度分析与研究

论文摘要

为确保半潜式平台结构的安全,对平台进行结构强度评估是十分必要的。如何对工作环境恶劣的复杂结构物进行极限强度分析,并详细准确地反映相关问题是人们关心的焦点。本文基于非线性有限元法,采用准静态分析法,从局部和整体两个方面对半潜式海洋平台的极限强度进行分析。论文完成的主要工作有：1.阐述了非线性问题的来源,比较了评估结构极限强度时用非线性有限元法分析的两种基本方法——静态分析法和准静态分析法。2.论述了半潜式平台极限状态的选择,并以其中一种极限状态为例选取了在此极限状态下平台中的两个典型局部危险结构模型。3.提出了利用非线性有限元法对半潜式平台的典型局部危险结构进行极限强度分析的方法,并通过大量的计算,得到了一系列重要结论。4.利用非线性有限元法对实例平台的纵向浮筒、甲板与平台整体结构进行极限强度分析,计算它们在发生中拱中垂时的极限弯矩。对计算结果进行分析比较从而得到一些有意结论,并反推出平台在极限状态时的波浪参数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 结构极限强度的计算方法
• 1.2.1 直接计算法
• 1.2.2 逐步破坏法
• 1.2.3 非线性有限元法
• 1.2.4 理想结构单元法
• 1.2.5 模型试验
• 1.3 平台极限强度国内外研究现状
• 1.3.1 国内方面
• 1.3.2 国外方面
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 非线性有限元法求解结构极限强度论述
• 2.1 概述
• 2.2 非线性有限元分析需要考虑的问题
• 2.3 非线性有限元法求解结构极限强度问题流程
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 分析步、增量步、迭代步
• 2.3.3 自动增量控制
• 2.4 非线性问题的分析方法—静态分析法与准静态分析法
• 2.4.1 方法概述
• 2.4.2 静态分析法与准静态分析法的比较
• 2.5 本章小结
• 第3章 半潜式平台典型局部危险结构的识别
• 3.1 概述
• 3.2 半潜式平台的典型极限状态
• 3.3 半潜式平台在极限状态下的受力分析
• 3.3.1 波浪载荷的计算
• 3.3.2 其他载荷
• 3.3.3 计算工况
• 3.3.4 实例分析
• 3.4 平台中典型局部危险结构的识别
• 3.4.1 模型范围的选取
• 3.4.2 局部危险结构在整体平台中的受力分析
• 3.4.3 局部危险结构在不同波高下的结构响应对比
• 3.5 本章小结
• 第4章 半潜式平台局部危险结构的极限强度分析
• 4.1 概述
• 4.2 典型局部危险结构的极限强度分析过程
• 4.2.1 基本概念和定义
• 4.2.2 理想弹塑性材料的应力—应变关系
• 4.2.3 平台局部危险结构极限强度分析流程
• 4.3 立柱上的K型节点极限强度分析
• 4.3.1 模型选取
• 4.3.2 模型尺寸
• 4.3.3 边界条件和载荷及分析步的设置
• 4.3.4 算例计算结果
• 4.4 甲板上的K型节点极限强度分析
• 4.4.1 模型选取
• 4.4.2 模型尺寸
• 4.4.3 边界条件和载荷及分析步的设置
• 4.4.4 算例计算结果
• 4.5 计算结果总结分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 半潜式平台的整体极限强度分析
• 5.1 概述
• 5.2 计算工况的选取
• 5.3 实例平台结构模型概况
• 5.3.1 平台概况
• 5.3.2 有限元模型
• 5.4 实例平台纵向浮筒的极限强度分析
• 5.4.1 模型的选取
• 5.4.2 模型的尺寸
• 5.4.3 边界条件与载荷的施加以及分析步的设置
• 5.4.4 算例计算结果
• 5.5 实例平台甲板的极限强度计算
• 5.5.1 模型的选取
• 5.5.2 模型的尺寸
• 5.5.3 边界条件与载荷的施加以及分析步的设置
• 5.5.4 算例计算结果
• 5.6 实例平台的极限强度计算
• 5.6.1 边界条件与载荷的施加以分析步的设置
• 5.6.2 算例计算结果
• 5.7 计算结果分析总结
• 5.8 半潜式平台极限波浪参数的确定
• 5.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢