海洋導(dǎo)管架平臺(tái)的耐撞特性研究.pdf

1、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

2、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(wèn)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(wèn)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(wèn)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

3、析方法、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