海洋導(dǎo)管架平臺的耐撞特性研究.pdf

1、近些年來，鑒于陸上資源的日漸枯竭，資源開發(fā)向海洋，尤其是深海進軍已成必然趨勢。而作為海上石油開采主體結(jié)構(gòu)的海洋平臺，其建造，使用的安全性也越來越多的受到人們的關(guān)注。船舶與海洋平臺的碰撞往往會造成結(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，無論是從安全上、經(jīng)濟上，還是從環(huán)境保護上來看，提高海洋平臺的耐撞性能都具有重要的意義。 船舶與海洋平臺發(fā)生的碰撞是結(jié)構(gòu)在很短的時間內(nèi)(大約零點幾秒到一點幾秒)在巨大碰撞載荷作用下

2、的一種復(fù)雜的非線性動態(tài)響應(yīng)過程，存在著大量的非線性問題。不同于陸上的結(jié)構(gòu)碰撞，船舶與海洋平臺的碰撞屬于一種典型的流固耦合問題。在碰撞過程中還包含很多不確定因素，如碰撞的性質(zhì)、強度、被撞結(jié)構(gòu)和撞擊船的狀況等。所有這些特點使船舶與海洋平臺的碰撞問題的研究變得相當復(fù)雜和困難，需要綜合應(yīng)用船舶水動力學、塑性力學、斷裂力學和結(jié)構(gòu)可靠性等方面的理論知識。 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)驗方法、簡化的解

3、析方法、試驗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)管架海洋平臺碰撞的有限元仿真模型，并對碰撞過程進行數(shù)值仿真模擬。在此基礎(chǔ)上，對被撞海洋平臺的碰撞性能進行了研究，得到了被撞海洋平臺構(gòu)件的損傷時序變形圖，能量、碰撞力時程曲線；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被撞平臺結(jié)構(gòu)碰撞性能