超大型海上浮式結(jié)構(gòu)物總體強度和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)極限強度研究.pdf

1、超大型海上浮式結(jié)構(gòu)物（VLFS）是由若干個與半潛式平臺結(jié)構(gòu)相似的單模塊通過連接器連接而成的一種新型海上結(jié)構(gòu)物。它可用于海洋油氣開發(fā)、后勤保障和島礁漁民生活等，是目前海洋工程界的研究熱點之一。近年來，國內(nèi)對于超大型海上浮式結(jié)構(gòu)物的研究越來越重視。本文以超大型海上浮式結(jié)構(gòu)物（超大浮體）為研究對象，進行單模塊總體強度直接計算方法研究；對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)（撐桿和連接器基座）進行極限強度分析，對連接器基座進行靜強度分析，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　

2、?。?）超大浮體單模塊波浪載荷長期預報及典型波浪載荷下結(jié)構(gòu)總體強度分析?；谌S勢流理論，采用SESAM有限元軟件，對波浪載荷進行長期預報，確定超大浮體在各典型工況下的設計波參數(shù)，由設計波對平臺進行波浪載荷傳遞分析，從而得到超大浮體典型波浪載荷下應力分布和變形情況。結(jié)果表明，超大浮體單模塊結(jié)構(gòu)總體應力分布均勻；但存在三處高應力區(qū)域，即立柱與上箱體連接處、立柱與下浮體連接處、撐桿喇叭口位置，其中撐桿結(jié)構(gòu)強度最為薄弱。
　?。?）對超

3、大浮體撐桿結(jié)構(gòu)進行極限強度有限元分析，計算兩端受壓、受拉、受剪切和受彎矩作用下的極限承載力，分析其失效模式，并討論邊界約束，初始缺陷、海水腐蝕等因素對撐桿結(jié)構(gòu)極限承載力的影響。結(jié)果表明，撐桿結(jié)構(gòu)受壓失效模式表現(xiàn)為屈曲失效、塑性變形；受拉、受剪、受彎失效模式表現(xiàn)為屈服、塑性流動。邊界條件、初始缺陷、腐蝕對撐桿結(jié)構(gòu)的極限承載力有一定的影響，應該得到重視。
　?。?）選取兩種尺度的超大浮體連接器基座模型，進行不同工況下的靜強度有限元分析

4、。結(jié)果表明，兩種模型連接器基座整體Von mises應力都不大，但存在兩處高應力區(qū)域，一基座與連接器連接處，二立柱與上箱體連接處。兩種模型在基座與連接器連接處應力不變，而模型二在立柱與上箱體連接處應力相比模型一更大。X方向的載荷對基座與上箱體連接部位影響較大；Z方向的載荷對立柱與上箱體連接處強度要求較大；X、Y和Z方向外力同時作用到基座上時，結(jié)構(gòu)應力最大。
　?。?）基于非線性有限元準靜態(tài)法，對超大浮體上箱體兩種模型進行連接器基座