3。4。1有限元模型的建立 18

3。5 数值模拟结果与试验的对比分析 20

3。5。1 损伤变形 20

3。5。2 碰撞力 21

3。6 T型管节点冲击过程分析 22

3。7 冲击参数对结构碰撞性能的影响 24

3。8 本章小结 25

第四章 T型管节点碰撞的解析计算及仿真验证 26

4。1 引言 26

4。2 弦管在侧向集中荷载下的变形模式及解析计算 26

4。2。1 圆环的破碎 29

4。2。2 梁元的变形 32

4。3 撑管的变形模式及解析计算 35

4。4 解析计算结果与仿真结果的对比 36

4。5 本章小结 37

总结和展望 38

致谢…。。。 40

参考文献 41

绪论

1。1研究背景与意义

近年来，随着世界经济的迅猛发展，对海洋油气资源的开发利用也得到了更多的重视。我国海岸线绵延23000公里，在幅员辽阔的海洋水域中，蕴藏着大量的油气资源，对这些资源的开发和利用自然离不开海洋平台的支持。而自升式钻井平台在经历半个多世纪发展后，在工作水深、抗风暴能力、可变载荷、钻井能力和操作性能等方面取得了巨大进步，也得到越来越广泛的运用。它可以进行常规水面完井、钻海底井，也可以用来安装导管架平台和上部模块、河口导堤建设的抛石和整平等工作。自升式海洋平台也发展成移动式采油平台，用来开采边际油田，使之能重复使用，降低固定式平台的成本，在满足经济性的前提下，也在向更深水域发展[[[1] 陈宏, 李春祥。 自升式钻井平台的综述。 中国海洋平台, 2007, 22(6): 6。]]。

海洋平台在海上长期工作，环境非常恶劣，据统计，在短短30多年内，已有多起灾害性事故发生[[[2] 陈铁云, 沈伟琴。 近海固定平台碰撞强度静力分析[ J]。 海洋工程, 1988, 6(1):19 -27。]]。引起灾害性事故的主要原因来自严重风暴和碰撞， Tebbet在《最近五年钢质平台的修理经验》中[[[3] Tebbet, I。E。, 最近五年钢质平台的修理经验。 海上结构物检测, 维护与修理技术文集第1 集, 2000。]]对世界上100起需要修理的海上平台损伤原因进行了分析，发现近25%的海上平台损伤是由碰撞引起的。

在海洋平台的碰撞事故中，其中船舶碰撞占绝大多数，且多为补给船，在靠近和驶离海洋平台时，在近水面位置发生碰撞。一般来说，碰撞事故引起的后果是极其严重的，往往会造成平台结构及设备的破坏、环境污染、经济损失、人员伤亡等灾难性的后果。例如，1988年，一艘德国潜艇在水下撞上了安装在北海的Oseberg-B型平台，使得平台需要进行费用极高的水下维修才能继续使用[[[4] 杨亮。 海洋导管架平台的耐撞特性研究[D]。 大连理工大学,2007。]]。2002年8月我国南海WENl3一l平台导管架结构在施工过程中受到大型起重铺管船的撞击，X斜撑有一构件局部受到严重挤压破坏，附近海管、立管也受到严重破坏，造成工期延后4个多月，直接经济损失达数百万元[[[5] 王学蕾,张延昌,王自力。 海洋导管架平台K型节点碰撞性能研究[J]。 江苏科技大学学报（自然科学版）,2004,21(04):1-6。]]。