3.2有限元模型的建立 14

3.2.1概要 14

3.2.2坐标系的建立 16

3.2.3网格划分 16

3.2.4板厚 18

3.2.5边界条件 19

3.3施加载荷 20

第四章屈服情况检验 25

4.1概要 25

4.2网格区域2和3的屈服情况 25

4.3网格区域1--内部结构 27

4.4网格区域1--外部结构元件 30

第五章屈曲情况检验 33

5.1内部支架 33

5.2外部支架--位于导缆孔支撑结构下方 33

5.3外部支架--位于导缆孔支撑结构上方 33

5.4柱壳结构 36

5.5环形加强筋与顶部支撑结构之间的板 42

结论 47

致谢 48

参考文献 49

第一章绪论

1.1研究目的与意义

随着世界经济的迅猛发展，人类对能源的需求日益激增，能源危机已经毫无疑问地成为当今人类所要共同面对的巨大挑战。同时由于人类对石油资源需求量的急剧增大，陆地及近海油气资源的开发也日渐饱和，石油开采转向深海已成必然。传统的导管架平台和重力式等平台由于自重和成本的大幅度增加而不适合深水开发，故而适于深海作业的钻采生产系统已经越来越成为了国际海洋工程界研究的热点。各国也都正在进行大量的研究，新的深海平台结构不断涌现其中半潜式平台最早出现于上世纪六十年代，经过繁荣期后入口了新的发展期。与其它形式的深水平台相比较而言，半潜式平台具有相对总投资小，更大的甲板空间和甲板可变载荷，以及更强的生产能力和更大的工作水深范围，并且易于改造，并具备钻井、修井、生产等多种工作功能,而且也无需海上安装，全球全天候的工作能力和自存能力等优点。考虑到投资成本、工作水深范围、井口数目、服务年限和工作地域等因素，半潜式平台将越来越是深海石油钻采的更好的选择而半潜式平台作为海洋资源开发的基础设施主体，其作业时一直漂浮于水面，只是单独依靠锚泊设备或动力定位系统保持在一定的位置，而且其所处的环境十分复杂、恶劣,更是时刻处于风浪流等载荷的共同作用下，在恶劣的气候或海况下也不能够像其它船舶或海洋平台那样通过入口港口或就近靠岸来退避风浪。甚至有时候在十分恶劣的海况下，也不允许退避。故而海洋中的风暴巨浪对平台整体结构安全自然是一种严峻的考验，也对各细节部分的结构强度提出了更高的要求。而且一旦发生事故后果真的不堪设想，历史上也曾发生过多次海洋平台的事故，给国家和人民都造成了重大的经济损失和不良的社会影响。因此，保证平台结构不破坏或不失效是避免发生事故的较为主要的措施，即不仅要应用各种科学的模拟和计算方法从尽可能全面的角度验证平台的整体结构安全，也要对平台各部分细节构件的强度进行科学的分析计算，才能同时从整体上和细节上最大限度地保证平台的安全