导管架海洋平台有限元模型修正方法研究与极限承载力分析
导管架海洋平台是海上石油生产普遍采用的结构形式,目前有平台200余座,最大水深为190m,最长使用年限已超过20年.长期服役的海洋平台,海水及微生物腐蚀、地基土冲刷、材料老化、构件缺陷和损伤等不利因素都将导致平台结构构件和整体抗力的衰减,影响平台的服役安全度和耐久性.为了保证服役平台的安全性,急需对平台进行安全评估.实际评估中,有限元数值模型得到的计算值与实验得到的测量值往往存在较大偏差,为了能够精确预测结构的损伤程度及极限承载能力,依据测量信息修正数值模型是非常必要的.为此本文进行了如下研究:首先,设计并研制了相似比1:50,水深200m的南海某导管架平台室内模型.并针对四个不同加载区域,采用无线测试技术对平台进行了应力测试,为平台数值模型的修正提供了基础.其次,采用基于应变残差灵敏度分析的优化设计方法,以室内平台模型实测应变结果为依据,对建立的理想有限元模型进行优化修正.结果显示,修正后有限元模型能够更好的接近实际结构,反应导管架结构的真实状态和实际的工作性能,从而为在役导管架海洋平台的检测和安全评估提供更加准确的有限元模型.最后,针对杆件弯曲和均匀腐蚀两种损伤状态,对导管架海洋平台的极限承载力进行了分析,通过以上两例证明可以通过非线性静力分析对大型导管架海洋平台进行极限承载力分析.
- 作者：
- 郭琦
- 学位授予单位：
- 东北石油大学
- 专业名称：
- 安全技术及工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2014年
- 导师姓名：
- 周国强；王维刚
- 中图分类号：
- TE95
- 关键词：
- 导管架海洋平台；有限元模型修正；极限承载力分析；优化设计
- jacket offshore platform； the updating of finite element model； the ultimatebearing capacity analysis； optimization design