半潜式平台整体水动力与结构强度分析_薄景富.caj

【摘要】 本文主要以国内某在建的第六代钻井半潜式平台为对象平台，依据DNV相关规范，采用AQWA进行水动力计算，而ANSYS进行有限元计算，提取ANSYS应力计算结果，进行屈服强度校核与屈曲强度校核。首先，由于半潜式平台的环境载荷主要为波浪载荷，所以环境载荷方面重点介绍半潜式平台波浪载荷的计算理论和方法。本文采用的波浪理论为目前实际海洋工程领域应用最为成熟的小振幅波理论，而半潜式平台波浪力的计算则需要分别考虑小尺度和大尺度结构物两方面：小尺度结构物波浪力的计算采用莫里森方程，此法用于半潜式平台撑杆上的波浪力计算；大尺度结构物波浪力的计算采用绕射/辐射理论，此法用于半潜式平台下浮体与立柱上的波浪力计算。波浪载荷工况的确定方法采用DNV规范推荐的设计波法，重点采用AQWA计算半潜式平台的整体特征水动力响应，设计波工况确定后采用AQWA-WAVE计算每个工况的波浪载荷（动水压力），并以ANSYS命令流的形式输出波浪载荷数据。然后按照DNV相关规范对于半潜式平台整体结构模型的要求，采用ANSYS建立对象平台的整体结构有限元模型，施加多组载荷组合工况下的波浪载荷、可变载荷以及固定载荷，并采用DNV规范推荐的固定边界条件限制有限元模型的刚体位移，在ANSYS中进行以线性小变形假设下的有限元静力计算。最后根据DNV相关规范，为对象平台结构进行屈服强度校核与屈曲强度校核，其中屈服强度校核采用von Mises等效应力与许用应力相比较的方法进行，而屈曲强度校核则采用DNV相关规范中关于有连续加强筋的平板结构屈曲强度的校核方法。 

【Abstract】 This paper is mainly based on the research of one internal sixth generationsemi-submersible platform which is under construction. AQWA is used forhydrodynamic calculation while ANSYS is for hydrodynamic. The yield and bucklingstrength of the semi-submersible platform are checked with the stress calculationresults derived from ANSYS according to DNV standards。Firstly, since the environmental loads of the semi-submersible platform aremainly from wave, the calculation theory and methodology of wave... 

【关键词】 半潜式平台； 水动力； 有限元； 屈服； 屈曲；