海上綜合試驗平臺結構設計.pdf

1、化石燃料的大規(guī)模開發(fā)與利用使得資源急劇減少，環(huán)境問題日益嚴峻。大力發(fā)展可再生能源已成為當今世界的趨勢。在可再生能源家族中，作為清潔能源的海上風能、潮流能和太陽能正逐步受到國家層面上的重視，相關發(fā)電裝置的試驗工作正有序開展。
　　本文的海上綜合試驗平臺為海上風能、潮流能及光伏發(fā)電裝置的試驗提供浮式基礎。本文主要研究內(nèi)容是基于 ABS海上移動鉆井單元（MODU）建造與入級規(guī)范規(guī)范對平臺進行結構設計，并完成相應的屈服、屈曲和疲勞強度校核

2、工作。依據(jù)ABS規(guī)范，進行海上綜合試驗平臺浮筒、立柱、撐桿、上殼體和下浮體等結構的板厚及骨材尺寸設計，并繪制典型結構設計詳圖。根據(jù)規(guī)范及相關理論方法計算海上綜合試驗平臺的環(huán)境載荷（風載荷、流載荷和波浪載荷）。波浪載荷的計算基于設計波法，利用SESAM軟件的Wadam水動力分析模塊完成了平臺的波浪載荷計算。通過計算六自由度的一階波浪力的傳遞函數(shù)以及波浪載荷的長期預報，確定了設計波參數(shù)（頻率、浪向角和波高）。利用SESAM軟件的Genie結

3、構有限元分析模塊分析平臺在自存工況下的結構響應，得出等效應力云圖，并提取節(jié)點應力，參照屈服失效準則完成總體和局部的屈服強度校核。根據(jù)ABS海上移動鉆井單元（MODU）規(guī)范關于屈曲強度校核的相關內(nèi)容，對平臺的撐桿結構和中部甲板板架進行屈曲強度校核。基于S-N曲線確定性疲勞分析法對海上綜合試驗平臺的疲勞熱點進行疲勞強度分析。根據(jù)屈服強度的校核結果及結構設計經(jīng)驗確定出2個平臺的疲勞熱點。從中國沿海海域的波浪散布圖中選取概率發(fā)生較大的三種典型海