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深水多功能八角形生产平台总体结构强度分析

2021-02-19呼文佳王世圣赵晶瑞

海洋工程装备与技术 2021年1期
关键词:有限元结构设计

呼文佳,王世圣,赵晶瑞

(中海油研究总院有限责任公司,北京 100028)

0 引 言

深水多功能八角形平台是一种集钻、采、储于一体的新型浮式生产平台。设计要求平台能长期在环境条件恶劣的南海海域生产、作业,平台除总体性能满足设计要求外,必须具有足够的结构强度。本文以新型多功能八角形平台为研究对象,开展了平台总体结构强度分析。

深水平台在位期间,受到的环境载荷包括风、浪、流载荷,其中波浪载荷具有随机性,最为复杂。为简化计算,一般规范推荐采用设计波法,即假定平台承受规则波浪作用,把瞬时作用在平台上的最大波浪载荷施加到平台上,同时考虑平台运动产生惯性力和其他载荷,认为所有外载荷保持静力平衡,从而将动态问题转化成准静态问题,采用静力结构有限元法进行结构强度分析。

设计波计算可采用长期预报和短期预报方法,Lee等采用短期预报法确定设计波,完成了半潜式平台整体强度分析[1];刘海霞等采用短期预报法完成了半潜式平台结构强度分析中的波浪载荷计算[2];Jun等采用长期预报设计波法[3],对规范推荐的6种特征载荷下2种装载工况的半潜平台进行设计波计算,并完成总体结构强度分析。

由于长期预报法在随机性方法的基础上考虑了海域的真实统计信息,以及各个短期海况的概率,因此更符合实际海况,能够发现对结构最不利的波浪载荷。为此,本文采用长期预报方法进行设计波计算,利用计算获得设计波参数,对平台结构有限元模型施加波浪载荷,进行平台结构应力分析,并依据规范对新型平台的总体结构强度进行评估。……

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