深海半潜式生产平台是海洋油气开采的重要依托,由于平台长期在海上作业,受到风、浪、流等交变载荷作用,其结构强度是平台良好运行的重要基础和先决条件,因此,在设计阶段对平台结构进行疲劳强度分析和危险点筛选,并对热点进行有效的检测,对于保证半潜式平台安全运行具有十分重要的意义。本文针对半潜式平台的结构强度与疲劳做了如下研究:(1)根据目标深海半潜式生产平台的生产处理要求以及相关海工规范,设计了原油、天然气处理系统、天然气压缩系统及其他辅助生产系统工艺并使用Aspen Hysys验证了工艺合理性,根据压力容器规范等计算了工艺设备重量以及平台上部模块系统总体重量。(2)在分别建立水动力模型和结构模型的基础上,使用AQWA水动力分析软件计算了半潜式平台整体结构在六个自由度上的运动响应传递函数,并通过计算对比波浪载荷剪力和弯矩得到了半潜平台设计波的基本参数,使用AQWA-WAVE将波浪载荷传递给结构模型,计算得到平台结构的应力云图。(3)分析了不同平台结构疲劳分析方法的优劣,使用以S-N曲线法、Miner疲劳累积损伤原理和以威布尔函数分布为基础的简化疲劳分析法,并结合C#程序设计语言,在.NET平台上编写软件,实现了APDL命令流封装,实现了在平台设计阶段进行结构疲劳分析和危险区域筛选。(4)结合疲劳裂纹扩展理论和疲劳分析的相关结果,选取了具有一定代表性的有限元进行了疲劳裂纹的分析和计算,得到了特征点的疲劳裂纹失效参数,并结合模糊综合评价法,设计了按照裂纹失效进行平台结构检测的方法,说明了疲劳分析工程应用的可能性。