HSE[[[6] HSE。 Ship /platform collision incident database［R］。 Research Report 053，2001．]]在其研究报告中指出，相较于固定式平台，自升式平台柔性更大，但结构冗余度更低，遭遇碰撞冲击后的结构响应和吸收冲击冲击能量的能力也有明显区别，对于严重的冲击损伤只能提供有限的抵抗力，因此考虑碰撞载荷影响对此类平台的结构设计有重要作用。

对自升式海洋平台，外部载荷和自身的重量主要通过管节点来承担和传递，节点受撞损坏后的后果将是非常严重的，有时甚至会导致平台报废，因此开展海洋平台管节点碰撞性能研究，揭示平台结构在碰撞过程中的损伤变形机理，对更好的进行海洋平台耐撞结构设计具有重要意义，也对评价平台结构损伤及碰撞后结构的修复和加固方案也具有重要的工程意义。

1。2国内外研究现状和方法

1。2。1解析计算方法

1。2。2 基于有限元方法的数值仿真

1。2。3试验方法

1。3 本文的主要内容

以往的研究侧重于对单根圆管的损伤性能研究，对管节点的研究则只侧重于极限强度和疲劳强度方面的研究，对管节点在冲击荷载作用下的损伤机理研究很少。因此，本文以管桁架结构中的T型管节点为研究对象，首先，开展落锤冲击模型试验，然后依据试验的结构塑性变形进行简化建模，基于塑性力学理论，运用解析计算方法，提出了T型管节点在侧向冲击载荷作用下的截面变形模式及能量耗散，最后利用非线性有限元分析技术研究T型管节点碰撞的动态响应。与此同时，以试验结果为基础，验证了数值仿真方法及解析计算的可靠性。主要研究内容如下：

第一章，绪论。介绍了世界各国对海洋油气资源的日益需求以及自升式海洋平台的应用情况，分析了其在复杂环境中所面临的碰撞威胁，指出了本文的研究背景和意义。与此同时，归纳整理了船舶与海洋结构物碰撞方面的国内外研究现状及方法。论文网

第二章，塑性力学理论及有限元技术。对塑性力学原理进行了介绍，重点介绍了上下限定理及虚功原理，为碰撞问题的解析计算进行准备；综述了有限元方法的发展及其在解决非线性问题上的广泛应用，并对本文进行数值仿真分析的非线性有限元软件ABAQUS进行了介绍。

第三章，海洋平台T型管节点落锤冲击试验及仿真分析。确定了T型管结构冲击试验方案，包括试件及工装设计、试验装置、数据采集及分析等，在此基础上开展了落锤冲击试验，研究不同冲击速度下T型管节点结构的损伤变形、碰撞力等动态响应特征。此外，开展了T型管节点结构冲击试验的数值仿真分析，通过将试验结果和仿真结果相对比，验证数值仿真技术的可靠性。

第四章，海洋平台T型管节点碰撞的解析计算及仿真验证。根据第三章的模型碰撞试验结果，提出符合实际的结构塑性变形模式，并利用塑性力学理论，分别给出弦管和撑管的能量耗散关系式。通过对比解析计算结果与仿真结果，验证了解析计算方法的准确性。

第五章，总结和展望。对全文的内容进行总结，并对海洋平台的碰撞机理研究进行展望。

第二章 塑性力学理论及有限元方法

2。1 引言

本章主要介绍作为解析计算方法理论基础的塑性力学原理，有限元方法的理论和非线性有限元软件ABAQUS，为后续章节进行必要的准备。

2。2 塑性力学原理

2。2。1塑性力学简介

塑性力学的主要任务是研究固体发生塑性变形时应力分布和应变分布的规律，是固体力学的一个分支。在弹性力学中，物质微元的应力和应变之间具有单一的对应关系，然而材料在一定的外界环境和载荷条件下，其变形往往会具有非弹性性质，即应力和应变之间不是单一的对应关系。塑性力学也采用连续介质力学的宏观方法，但其不去探究材料塑性变形的内在机理，而是从材料的宏观塑性行为中抽象出力学模型，建立相应的数学方程来予以描述。