基于響應(yīng)面方法的Spar平臺(tái)可靠性分析.pdf

1、在深海油氣開發(fā)中，相比于其他海洋石油平臺(tái)，Spar平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)性能更好，經(jīng)濟(jì)效益更高，隨著世界能源需求的進(jìn)一步擴(kuò)大，Spar平臺(tái)在深海油氣開發(fā)中也越來越受歡迎。在深海環(huán)境中，作業(yè)條件惡劣，同時(shí)又具有隨機(jī)性，因此把握服役期間內(nèi)Spar平臺(tái)的失效概率具有重要的意義。本論文利用ANSYS強(qiáng)大的有限元計(jì)算功能，并結(jié)合響應(yīng)面方法運(yùn)用MATLAB編制相應(yīng)的程序，對(duì)Spar平臺(tái)不同失效模式下的可靠度進(jìn)行模擬計(jì)算，為Spar平臺(tái)的安全評(píng)定提供了技術(shù)參考。

2、
　　首先，介紹了主要的深海平臺(tái)浮式結(jié)構(gòu)，并分析對(duì)比了深海平臺(tái)的主要優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)歸納了世界范圍內(nèi)浮式平臺(tái)重大事故;介紹了Spar平臺(tái)的發(fā)展歷程，并分別闡述了三代Spar平臺(tái)的局限性和優(yōu)越性，本文所研究的平臺(tái)為第二代Truss Spar平臺(tái);介紹了國(guó)內(nèi)外有關(guān)海洋平臺(tái)可靠度的研究現(xiàn)狀，強(qiáng)調(diào)了對(duì)Spar平臺(tái)可靠性研究的重要性。
　　其次，分析比較了中心點(diǎn)方法、驗(yàn)算點(diǎn)方法、蒙特卡洛方法和響應(yīng)面方法的優(yōu)點(diǎn)和不足，針對(duì)本文所研究的大型復(fù)

3、雜的Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)，最終確定通過ANSYS對(duì)展開點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，初步擬合響應(yīng)面方程，再利用MATLAB編制相應(yīng)的響應(yīng)面程序，通過迭代計(jì)算，從而求出滿足工程精度要求的可靠指標(biāo)，并給出了Spar平臺(tái)可靠度分析的流程圖。
　　接著，對(duì)風(fēng)、浪、流等環(huán)境荷載進(jìn)行不確定性分析，并給出了概率模型統(tǒng)計(jì)參數(shù);Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)功能要求和可能的失效特征，考慮了結(jié)構(gòu)整體控制截面彎曲強(qiáng)度超過材料強(qiáng)度、平臺(tái)平動(dòng)位移超過結(jié)構(gòu)規(guī)定許用位移、平臺(tái)傾角超過平臺(tái)

4、穩(wěn)性規(guī)定的許用傾角三種主要失效模式，分別建立功能函數(shù)，并計(jì)算確定相應(yīng)失效模式下平臺(tái)的響應(yīng)面方程和可靠度指標(biāo)。
　　最后，考慮錨鏈腐蝕對(duì)Spar平臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠度的影響，分別計(jì)算了平臺(tái)服役5年、10年、15年和20年時(shí)間錨鏈腐蝕后平臺(tái)的可靠度，總結(jié)了可靠指標(biāo)變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)考慮錨鏈腐蝕對(duì)可靠度的影響較小，并對(duì)原因進(jìn)行了解釋分析。
　　本論文的研究對(duì)Spar平臺(tái)的設(shè)計(jì)提供了可靠度校核方面的支持，并對(duì)在役平臺(tái)在極端海況下的安全評(píng)估提供了