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《大连理工大学》 2011年
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Truss Spar平台结构强度分析及优化设计

杨肖龙  
【摘要】:随着深海油气资源的勘探和开发,深水海洋平台得到了快速发展。Spar海洋平台凭借其在深水环境中运动稳定、有效载荷大、安全性能高、经济性好等特性得到了广泛的应用,其中第二代Truss Spar平台在系泊系统、主体浮力控制以及垂荡板的作用下,平台各个自由度上的运动周期都远离常见的海洋波浪频带,显示了更加良好的稳定性能,逐渐发展为深海中最具竞争力和发展潜力的平台形式之一 Truss Spar平台作为一种大型工程结构,在工作环境海域受到波浪力、风力、流力、锚泊力以及自身重力等复杂载荷联合作用,同时还要经受特殊海况的考验,所以要求对平台结构进行有限元强度分析,校核其关键部位强度及稳定性。本文以ANSYS软件为基础,采用APDL (ANSYS Parameter Design Language)参数化方式,建立了完整的Truss Spar平台有限元模型,并结合Visual Basic语言开发Truss Spar的参数化建模平台。对应目标平台尺寸建立细化的有限元模型,在此基础上对结构进行完整的有限元分析。采用DNV规范推荐的公式计算风、流、锚泊等环境载荷,利用AQWA-WAVE软件包计算波浪载荷,通过ANSYS完成不同重现期海况条件下的结构响应计算,并根据规范对结果进行校核。平台结构构件大部分采用钢材建造,钢材耗费占成本很大一部分,在满足结构强度要求的条件下,减少结构自重及增加平台结构的可变载荷具有重大的意义。鉴于结构的复杂性和大规模性,基于近似模型和遗传算法相结合的高效优化算法,以结构自身重量为目标函数,考虑结构各类单元的强度要求,对平台结构硬舱进行优化设计。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE951

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