在役导管架平台构件安全分级方法研究

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海洋平台长期处于恶劣的海洋环境中,不可避免地出现损伤。为了使平台在服役期内可以安全作业以及降低平台因结构损伤所造成的安全威胁和经济损失,对海洋平台结构进行实时健康监测就具有重要的安全意义和经济价值。进行实时健康监测的关键环节是为各构件构建数字化标签,即以构件的安全级别划分为目标,为各种构件建立与安全性相关联的数字化标签。为保证其数字化信息的可靠性,必须对结构的安全性进行细致的量化描述。
  传统方法对平台各类构件统一分析,并没有区分构件种类不同对于平台可靠性的影响,其主要停留在构件的可靠度水平。而工程中的结构往往是由许多构件组成的超静定体系,一个或多个构件失效后,剩下的结构仍可能完成规定的功能。现有的平台构件风险分级方法无法适应平台实时健康监测的需要。在上述背景下,本文依据各构件类型、所处位置、受力特征进行分类,构建了一种以破坏后果指标为核心的构件安全重要级别划分方法。并以渤海某在役导管架平台为例,对该平台各构件进行安全重要性分级,从强度储备比、安全裕量、塑性抵抗力、可靠度等角度对工程中需重点关注构件的失效后果进行评价。最后通过现有数据,对结构中重点构件的损伤情况进行识别与定位。
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近年来,人类对深海资源的开发步伐日益加快,各类圆柱结构在海洋工程中应用十分广泛。而在深海使用环境下,圆柱结构的长径比普遍较大,结构柔性显著增强,振动特性更加复杂,这对其设计提出了更高的要求。研究大长径比柔性圆柱的流体力特性可以为相关工程设计提供必要的流体力系数,具有重要的理论和工程意义。截至目前,已有不少研究者对柔性圆柱的振动和流体力特性开展了探索,但对于多支柔性圆柱组成的柱群结构流体力的研究仍处于起步阶段。
  本文开展了系统的研究工作,建立了圆柱结构的顺流向和横流向流体力计算模型,分别引入了基于
海底管道铺设技术已经逐渐走向深水,深水铺管船承担着管道铺设、装备调运等关键任务。“海洋石油201”是我国设计建造的第一艘3000m深水动力定位铺管船,为了提升“海洋石油201”的深水铺管能力,“海洋石油201”进行了升级改造。本文依托于国家海洋局海洋经济创新发展示范项目“千米级水深海底管道铺设产业链协同创新及工程应用示范”,对升级改造后的“海洋石油201”铺管船动力定位进行了海上现场监测与数值模拟工作,将数值模拟结果与现场实测结果对比分析,对铺管船海上施工作业提供参考。
  本文提出一种铺管船动力定
在风、波浪、海流的作用下,海洋中的浮式结构物剧烈运动,危害作业安全,系泊系统是保证结构稳定性和安全性的关键。钢缆由于自身结构特点,在使用过程中会产生扭转作用,影响其疲劳寿命。因此,综合考虑钢缆拉伸-扭转耦合特性,研究其力学性能,分析动力响应下的疲劳寿命,对于确保系泊安全,实现浮式结构物的正常运行,具有重要意义。
  目前的研究仅考虑拉伸作用,而对于拉伸-扭转耦合作用研究较少,本文基于固体力学理论,考虑钢缆构造特点,建立了拉伸-扭转共同作用下的钢缆力学平衡方程。将赫兹接触理论应用到钢缆的模拟中,建立点
目前钻井平台的设计思路与安全评估等领域知识没有规范的表示与储存方式,造成相关知识与安全要求难以继承与重用;平台设计过程涉及多个独立领域,导致各领域间的安全评估思路难以共享与扩展;各种风险辨识方法无法实际解决辨识作业本质的遍历与判断,使得目前辨识作业的工作量庞大,作业效率极低;各种风险分析方法的计算对象均为针对实际作业的具体模型,模型的修改导致需要重新完成复杂计算流程,大幅降低风险分析效率与精度;平台设计图纸规模庞大,而目前又缺少智能化的安全评估知识系统方式,由人工完成的评估效果不佳。钻井平台设计与风险评估
极地船舶航行过程中,螺旋桨与冰的相互作用将严重影响螺旋桨的水动力性能,甚至造成叶片的变形或损伤。为了探明冰载荷对于螺旋桨水动力性能的影响和有效减小冰载荷对于叶片的影响,本文在天津大学冰工程实验室中,设计并进行了一系列冻结模型冰试验。
  对于螺旋桨性能影响的主要因素有:螺旋桨直径D、转速n、进速VA、水的密度ρ、粘性系数μ以及十分特殊复杂的冰材料特性等。开展了以下三部分内容的具体研究工作:①为了探究铣冰过程对于螺旋桨水动力性能的影响,在进速系数J=0.062-0.556的变化条件下,进行了螺旋桨不同
本文总体思路是基于阵列天线理论以及相控阵技术,从基础理论、数值仿真、实验对比等几个方面对线阵列、面阵列扬声器组的声波定向传播技术展开研究。并将扬声器阵列相控声束偏转技术应用于主动噪声控制领域,进行矢量声的主动控制实验,从而实现全空间的有源降噪,具有重要的实际意义。
  本文引入阵列天线理论并对其方向图的波瓣特性进行分析(包括主瓣最大指向、不出现栅瓣的条件、零点位置、副瓣位置等)。介绍了声源振动引起的辐射声场变化规律以及声波干涉叠加原理。综合阵列天线理论与点声源声波辐射声场理论,分别讨论了线性、平面、
随着油气资源的开采从内陆走向深海,海洋立管和海底管道作为油气生产系统的重要组成部分,其结构强度等问题逐渐受到关注。涡激振动现象是导致这类细长柔性圆柱结构遭受疲劳损伤的重要原因。目前,关于柔性圆柱的涡激振动研究还不够透彻,尤其是对工程实际中普遍存在的复杂工况还需更深入的研究。专家学者们尝试采用多种方式对其振动响应进行预报,但尚未得到准确有效的办法。
  本文尝试了一种新的涡激振动预报方式,将机器学习的方法应用其中,以实验数据作为依托,构建柔性圆柱的涡激振动响应预报模型。主要进行了如下工作:
  
直径小于20英寸的管道可以通过卷管铺管法实现高效安装,因此卷管法被广泛应用于深水油气管道安装,但卷管铺管期间管道将承受循环弯曲载荷的作用,产生较大的塑性变形甚至可能出现局部屈曲,因此通过数值模拟分析管道的动态响应具有重要意义。此外,管道焊接部位的力学性能不均匀性、壁厚所致几何不连续性等局部不连续因素也可能对卷管安装中管道的安全性及结构完整性产生影响。此前的研究缺少针对此类问题系统而深入的分析,因此本文将针对这些问题开展卷管法安装数值模拟,研究管道性能在卷管铺设中的变化,更为全面地考虑卷管法安装过程中管道的
海洋中蕴藏着大量的油气资源,通过油气管道来输送,这一过程的主要装备之一是深水铺管船。铺管船在进行铺管作业时其主要承重构件为位于船尾或船侧的托管架。托管架在海上航行以及进行铺管作业时不免受到海上恶劣风浪环境的影响,导致其受荷载形式复杂。长时间、高强度作业会导致托管架发生失效破坏,因此有必要建立一套完善的托管架实时动态监测预警系统来分析作业荷载以及海上环境荷载对于托管架的影响。
  本文以海洋石油201铺管船托管架为研究对象,该船舶属于大型深水铺管船,其作业水深可达到2000米超深水下。本文中对四节托管
一、尊重学生的独特体验和个人理解  学生有自己的感情、想法与看法。在教学过程中,倘若教师一味地将自己的感情、想法与看法强加给学生,是不明智的,毕竟“一千个读者,就有一千个哈姆雷特”。再者,新课程标准明确要求教师要尊重与保护学生的独特体验、个人理解与感受。因此,在进行初中语文教学时,教师需要围绕教学内容巧妙设计一些交流讨论活动,给学生自由表达与说话的机会,让他们能够畅所欲言、敢想敢说。而教师则应随时
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