自升式海洋平台楔块疲劳寿命评估及结构形式改进研究

发布时间：2020-04-12 17:20

【摘要】：自升式海洋平台由于其定位能力强、作业稳定性好被广泛应用于大陆架海域的油气勘探开发中。楔块作为自升式海洋平台升降装置的重要辅助构件,在平台的作业过程中起着固定桩腿的作用。平台在站立状态下工作,不仅承受自身的重力和可变载荷,而且长期受到风、浪、流等恶劣海况作用,楔块极易损毁,需要频繁更换。为节约成本、增强平台安全性,迫切需要开展长寿命楔块结构形式研究。本文以“渤海七号”自升式平台为研究对象,采用有限元直接计算法,开展了典型工况下楔块静强度研究,对比分析了风暴自存、正常作业以及升降工况下平台楔块的应力分布规律;探讨了楔块疲劳寿命评估方法,针对楔块热点进行了疲劳损伤和寿命估算;研究楔块开孔数量、腹板厚度以及加筋对楔块疲劳损伤和寿命的影响,指出加筋楔块为抗疲劳楔块的合理结构形式。论文主要研究内容和结论如下:(1)自升式海洋平台在风暴自存、正常作业以及升降工况下平台楔块的应力场峰值随浪向角变化而变化,当浪向角接近46度时,楔块腹板下半部孔口区域均出现应力场峰值的极大值,且最大应力值出现在风暴自存工况;(2)根据平台作业海区海况特点,选择疲劳分析的载荷工况,采用与材料相匹配的非对称循环(r=-0.5)指数型S-N曲线,以及利用Palmgren-Miner线性累计损伤准则,建立了平台楔块的疲劳寿命评估方法;利用该方法估算了平台楔块热点的疲劳寿命,其结果与应用方提供的楔块寿命基本一致,验证了本文评估方法的合理性;(3)利用上述平台楔块的疲劳寿命评估方法,开展了影响楔块疲劳损伤的结构几何因素研究,获得了楔块开孔数量、腹板厚度以及加筋对楔块疲劳损伤和寿命的影响规律;通过对比分析,得出了加筋楔块为抗疲劳楔块的合理结构形式的结论。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P75

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 狄方国;曾绍武;苏昭;张裕超;王安东;;杭黄高铁现浇梁卸架钢楔块设计计算[J];低温建筑技术;2016年05期

2 董春光;;开卷机卷筒铜楔块不良问题及对策分析[J];现代冶金;2016年02期

3 唐敏;陈光柱;刘旭辉;;阿基米德螺线双型面楔块逆止器设计与动力学分析[J];煤矿机械;2015年04期

4 付丽华;李海泉;章岱兴;宋华;于成忠;李刚;;对数螺旋线型面楔块逆止器的设计及动态仿真[J];机械工程学报;2013年09期

5 А.М.ОРЛОВА;高路;;摩擦楔块几何尺寸对货车转向架性能的影响[J];国外铁道车辆;2011年05期

6 齐传刚;袁敏;邵娜;;楔块逆止器的试验研究[J];煤矿机电;2010年01期

7 王金华;蒋燕英;尹泽勇;;楔块式离合器设计中径向变形评估研究[J];机械设计与制造;2008年04期

8 陈晓波;;楔块式撑臂升降平台[J];演艺设备与科技;2005年01期

9 朱春梅,孔炜;非接触式楔块超越离合器发展及原理[J];机械设计与制造;2005年04期

10 银建中,王炎炎;压力容器人工楔块止裂技术的止裂机理研究[J];化工装备技术;1999年02期

相关会议论文 前8条

1 陈小荣;雷劲松;卢学松;李洪碧;;楔块支撑体系钢框架减震性能分析[A];钢结构工程研究（七）——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2008年学术交流会论文集[C];2008年

2 曹秉忠;邓武山;李家录;常新志;;大扭矩非接触式楔块逆止器[A];中国机械工程学会物料搬运学会第二届年会论文集（二）--运输机械工业车辆[C];1984年

3 曹秉忠;常新志;李家汞;;楔块逆止器不均载系数的研究[A];中国机械工程学会物料搬运专业学会第三届年会论文集[C];1988年

4 杨军;任光;于琦;陈占扬;;台阶爆破岩石破碎楔块理论及数值模拟研究[A];中国力学学会工程爆破专业委员会第八次换届工作会议暨学术交流会论文集[C];2015年

5 张建党;龚家勇;游静;;螺杆泵防逆转装置的研制与应用[A];2002年晋冀鲁豫鄂蒙川沪云贵甘十一省市区机械工程学会学术年会论文集（河南分册）[C];2002年

6 田青;;钢管接触法超声波探头的改进[A];2012陕西省第十三届无损检测年会论文集[C];2012年

7 曾焕金;王文安;罗光大;黎家旋;严竣;;楔块理论比较异形钢纤维拔出性能[A];全国第五届纤维水泥与纤维混凝土学术会议论文集[C];1994年

8 虎晓岚;;橡胶坝不同锚固形式的利弊分析[A];全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（下）[C];2003年

相关重要报纸文章 前1条

1 北包;“超越”就是不断研发的过程[N];中国包装报;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 成建;自升式海洋平台楔块疲劳寿命评估及结构形式改进研究[D];江苏科技大学;2018年

2 冯东U，

本文编号：2624983