随机冰载荷作用下简易平台疲劳寿命估算及优化设计

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1、中文摘要随着海上石油工业的飞速发展，海洋边际油田的开发越来越多地受到各国的重视。简易平台是开发边际油田的主要结构形式，它形式简单、投资少，具有较高的经济效益。但是，由于简易平台结构形式简单，在动力循环载荷作用下会产生较大的动力响应，影响结构的安全性和使用性，准确估算简易平台的疲劳寿命和降低平台的动力响应，具有较强的工程实用价值。简易平台在国外的应用和发展已有几十年的历史，但在我国还很少应用。我国边际油田众多，资源丰富，开发各种适合我国海洋环境的简易平台技术具有良好的应用前景。本文介绍了简易平台在随机冰载荷作用下疲劳寿命的精确算法，它同样可适用于波浪、流等随

2、机载荷作用。首先利用数值计算方法计算出热点在随机动力载荷作用下的应力响应，然后运用雨流计数法对热点应力响应进行统计，最后通过S—N曲线法对简易平台进行疲劳寿命估算。另外，本文还提出了通过对简易平台结构形式优化的方法，寻找平台的最佳结构组合，以降低平台动力响应。通过实例分析表明，采用热点应力法估算简易平台疲劳寿命和优化平台结构形式是有效而可行的，可以应用于海洋边际油田的简易平台。关键词：简易平台随机载荷疲劳寿命估算优化设计ANSYSABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftheoffshoreo订industy,theexploit

3、ationofoceanmar#1aloilfieldisoXtainedmoreandmoreattentiontomanycountries．Theminimumoffshoreplatformisthemainstyleofengineeringstructureusedinexploitingoilandgasinmarginaloffshoreforitssimpleness．10winvestmentandhigheconomicbenefit．However,largeresponsecausedbyrepeatdynamicloadwill

4、reducethesafetyandapplicabilityoftheminimumoffshoreplatform．R’Sveryvaluableinpracticeengineeringtoexactlypredictthefatiguelifeanddecreasethevibrationresponseofoffshoreplatform．Themillimulxloffshoreplatformhasbeenusedanddevelopedoverseaforseveraldecadesbutfewinourcountry．Theminimum

5、offshoreplatformwillhaveagoodapplicationfutureinOUrcountrywhichhasbroadmarginaloilfield．Thethesisin订oduesanewmethodtoexactlypredictthefatiguelifeofminimumoffshoreplatformloadedrandomiceforce．Thismethodisalsoappliedtowaveandcurrentforce．Firstly,thehot-spots’stressresponeiscalculate

6、dbynumericalmethod．Secondly，thehot-spots’stressresponeiscountedbyrain—flowmethod．Finally,thefatiguelifeusingS-Ncurvemethodisobtained．Inaddition，amethodofdecreasethevibrationresponsebyoptimizingthestyleoftheminimumoffshoreplatformisintroduced．Hot-spotstressmethodinpredictingfatigue

7、lifeandoptimizationdesignmethodaleefficientandfeasibleshowninanengineeringproject．KEYWORDS：Minimumoffshoreplaffor,Randomforce，Fatiguelifeprediction,Optimizationdesign,ANSYS独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特另U加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盔鲞盘堂或其他教育机构的学位或证书而使

8、用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作