风浪联合作用下复杂构型平台极限承载力评估分析研究

作     者：王丙佳 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：许维军;丁军

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0814[工学-土木工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：复杂构型海洋平台 极限承载力 强度评估 风浪联合作用 

摘      要：随着世界各国对海洋开发力度的加大，未来海洋工程领域中海洋平台的重要性与日俱增。由于海洋平台具有复杂的构型以及其所受载荷的多样性，故对海洋平台结构的强度评估是其结构安全性的重要保证。本文以结构完整的复杂构型海洋平台为研究对象，对其在风浪联合载荷作用下的结构载荷响应、屈服强度、复杂载荷作用下的结构极限承载力进行分析与研究，最终对计算结果进行归纳。主要研究内容与研究结论包括: (1)开展了复杂构型平台的环境载荷研究，结合结构本身的特点，分别按照规范的要求及三维线性水动力法分析了极端工况之下的风载荷与波浪载荷响应，确定了危险工况的具体参数。对三个极限工况下的复杂构型平台进行屈服强度校核，根据计算结果确定了平台的危险结构，并对极端工况下的应力分布模式进行了分析。 (2)针对复杂构型平台的极限承载力计算开展了技术化研究，对比研究了不同的计算对计算精度的影响。采用准静态法对处于无损状态时的整体平台结构在三种极限工况（横向弯矩、纵向弯矩、扭矩）下的极限承载力分别进行了研究，得到了不同失效模式与其相应的极限承载力数值，对结构在不同工况下的逐步破坏行为与应力分布规律进行了分析。 (3)提出了复杂构型平台在复合载荷作用下的极限承载力计算方法，分析了弯扭载荷不同组合比例对承载能力的影响。对复杂构型平台在三种载荷（横向弯矩、纵向弯矩、扭矩）联合作用下的极限承载力、逐步破坏行为、失效模式开展了研究。并基于得到的极限承载力值改良了描述结构在复合载荷作用下的极限承载力安全区域的公式，并进行了实际应用上的讨论。 论文对复杂构型平台的载荷响应进行了不确定性分析，研究了复杂构型平台的薄弱部位以及主要失效模式，同时分析了其在单一载荷与复合载荷作用下的极限承载力，形成了一套复杂构型平台在复合载荷作用下的极限承载力评估分析流程。研究成果对平台结构设计及可靠性校核具有一定意义。