自升自航式海洋平台的极限承载力分析【毕业设计】.doc

1、浙江海洋学院本科毕业论文 目录 0 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 自升自航式海洋平台的极限承 载 力分析 学 院： 学生姓名： 专 业： 船舶与海洋工程 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 浙江海洋学院本科毕业论文 目录 1 目 录 摘 要 . 0 英文摘要 . 1 1.前言 . 2 1.1 引言 . 2 1.2 海洋工程国内外发展现状 . 3 1.3 海洋工程未来的发展趋势 . 3 1.4 本次课题研究的目的与意义 . 4 2 平台环境条件和设计依据 . 5 2.1 环境条件 . 5 2.1.1 设计水深 . 5 2.1.2 潮位 . 5 2.1.3 波浪 . 5 2.1.4 海流

2、 . 5 2.1.5 设计风速 . 5 2.1.6 海冰 . 5 2.2 设计依 据 . 6 2.3 计算工况 . 6 2.3.1 平台在自存状态下受到风冰载荷作用： . 6 2.3.2 平台在自存状态下受到风浪作用： . 6 3 平台主尺度和结构图 . 7 3.1 平台主尺度 . 7 3.2 平台结构图 . 7 4 平台载荷计算 . 10 4.1 波浪载荷 . 10 4.1.1 计算依据 . 10 4.1.2 计算结果 . 11 4.2 冰载荷 . 13 4.2.1 计算依据 . 13 4.2.2 计算结果 . 13 4.3 风载荷 . 13 4.3.1 计算依据 . 13 4.3.2 计算

3、结果 . 14 4.4 平台上的甲板载荷 . 15 5.建立平台模型 . 16 5.1 模型简述 . 16 5.2 各部分模型 . 16 5.2.1 平台甲板 . 16 5.2.2 平台底板 . 17 5.2.3 平台纵舱壁及纵向强结构 . 17 5.2.4 平台横舱壁及横向强结构 . 18 5.2.5 平台舱壁艏艉板和舷侧 . 18 5.2.6 平台桩腿 . 19 浙江海洋学院本科毕业论文 目录 2 5.3 整体模型 . 19 6.施加载荷 . 20 6.1 风浪冰载荷 . 20 7 各种工况下的平台静力分析 . 20 7.1 0风浪工况 . 21 7.1.1 平台轴向应力 . 21 7.1

4、.2 平台弯曲应力 . 21 7.1.3 平台位移 . 21 7.1.4 平台等效应力 . 22 7.2 90风浪工况 . 23 7.2.1 平台轴向应力 . 23 7.2.2 平台弯曲应力 . 23 7.2.3 平台位移 . 24 7.2.4 平台等效应力 . 24 7.3 0风冰工况 . 24 7.3.1 平台轴向应力 . 25 7.3.2 平台弯曲应力 . 25 7.3.3 平台位移 . 25 7.3.4 平台等效应力 . 26 7.4 90风冰工况 . 27 7.4.1 平台 轴向应力 . 27 7.4.2 平台弯曲应力 . 27 7.4.3 平台位移 . 28 7.4.4 平台等效应

5、力 . 28 7.5 结果分析小结 . 28 8.平台极限承载力分析 . 29 8.1 轴向应力 . 29 8.1.1 1.25 倍冰载荷 . 29 8.1.2 1.5 倍冰载荷 . 30 8.1.3 1.75 倍冰载荷 . 30 8.1.4 2 倍冰载荷 . 31 8.1.5 2.25 倍冰载荷 . 31 8.1.6 2.5 倍冰载荷 . 32 8.1.7 2.75 倍冰载荷 . 32 8.1.8 3 倍冰载荷 . 33 8.1.9 3.25 倍冰载荷 . 33 8.2 弯曲应力 . 34 8.2.1 1.25 倍冰载荷 . 34 8.2.2 1.5 倍冰载荷 . 34 8.2.3 1.75

6、 倍冰载荷 . 35 8.2.4 2 倍冰载荷 . 35 8.2.5 2.25 倍冰载荷 . 36 8.2.6 2.5 倍冰载荷 . 36 8.2.7 2.75 倍冰载荷 . 37 浙江海洋学院本科毕业论文 目录 3 8.2.8 3 倍冰载荷 . 37 8.2.9 3.25 倍冰载荷 . 38 8.3 位移 . 38 8.3.1 1.25 倍冰载荷 . 38 8.3.2 1.5 倍冰载荷 . 39 8.3.3 1.75 倍冰载荷 . 39 8.3.4 2 倍冰载荷 . 40 8.3.5 2.25 倍冰载荷 . 40 8.3.6 2.5 倍冰载荷 . 41 8.3.7 2.75 倍冰载荷 . 4

7、1 8.3.8 3 倍冰载荷 . 42 8.3.9 3.25 倍冰载荷 . 42 8.4 等效应力 . 43 8.4.1 1.25 倍冰载荷 . 43 8.4.2 1.5 倍冰载荷 . 43 8.4.3 1.75 倍冰载荷 . 44 8.4.4 2 倍冰载荷 . 44 8.4.5 2.25 倍冰载荷 . 45 8.4.6 2.5 倍冰载荷 . 45 8.4.7 2.75 倍冰载荷 . 46 8.4.8 3 倍冰载荷 . 46 8.4.9 3.25 倍冰载荷 . 47 8.5 结果分析 . 47 9 设计总结 . 50 【参考文献】 . 51 致谢 . 52 浙江海洋学院本科毕业论文 摘要 0

8、自升自航式海洋平台的极限承载力分析 摘 要 自升自航式船是一种特殊的工程船 ,由船体、推 进 器 、桩 腿和升 降装 置等几 个 部分 组 成 ,既能自航 ,又能自升。自航是指此船配有推 进装 置 ,能像自航船一 样 在海中航行。自升是指 该船配有升 降装 置 ,船体能 够 像自升式平台一 样 在海中升降。自升自航式船不同于自升式平台 ,因 为 它克服了自升式平台不能自航的缺陷 ,航行和就位不需要拖 轮辅 助 ,机 动灵 活。同 时 ,自升自航式船也不同于一般的自航式船 ,它克服了漂浮式工程船工作不 稳 定的缺 点 ,海上作 业时 ,桩 腿站立于海底 ,船体升到水面 以上 ,工作非常 稳 定。

9、 本文 运 用 MSC.Patran jack means the vessel is equipped with lifting devices, the hull can lift itself in the sea like a jack-up platform. Comparing with jack-up platform, liftboat overcomes the defects that jack-up platform can not propelle,navigate and posit without the assistance of the tugboat, is

10、more auxiliary and flexibility. Otherwise ,it overcomes instability, operating with legs standing on the bottom of the sea, the hull to rise above the water, very stable . In this paper, by using the MSC.Patran Ocean engineering; MSC.Patran Finite Element; load; Ultimate Strength 浙江海洋学院本科毕业论文 正文 2 1

11、.前言 1.1 引言 “ 兴渔盐 之利，行舟楫之便。”人 们从 捕食 鱼虾 、拾 拣贝类 等原始利用海洋方式到制造舟筏作 为 水上 运输 工具，利用海水制造海 盐 等， 认识 与利用海洋已有很悠久的 历 史，并由此发 展 壮大 成了今天的海洋捕 捞业 、海洋交通 运输业 、海水制 盐业 等 传统 海洋 产业 。 随着科 学技术 的 进 步及海洋勘探和 开发 技 术 的提高， 20 世 纪 50 年代后 期海洋油气 资 源 开始 得到大规 模的 开发 利用，海水 养 殖 、滨 海旅游 、滨 海 矿 砂、海水直接利用等海洋 新兴产业在逐渐兴 起，海 洋开发规 模与 领 域在不 断扩 大，海洋高新技

12、 术 得到 发 展，海洋 资 源的 开发 与利用事 业 蒸蒸日上，海 洋经济 已 经 成 为 沿海 国 家 国 民 经济 新的增 长点 ，海洋 发挥 的作用日益显得强大与 重要。 中 国 是 个陆地 大 国 ，也是海洋大 国 ， 拥有 1800 多千米 长 的海岸 线 ，管 辖的 海域面 积约为 300 万平方千米，海 区内 有大小 岛屿 6000 多 个 ， 蕴藏着 丰富的海洋 资 源，是中 国实现可持 续发 展的 宝贵财 富。海 洋开发 已成 为 全 球经济与 技 术发 展的重要 组 成部分，而海洋油气开发 又是 当 今海 洋开发的 主要 内 容之一。 自升自航式船是一种特殊的工程船 ,由

13、船体、推 进 器 、桩 腿和升 降装 置等几 个 部分 组 成 ,既能自航 ,又能自升。自航是指此船配有推 进装 置 ,能像自航船一 样 在海中航行。自升是指该 船配有升 降装 置 ,船体能 够 像自升式平台一 样 在海中升降。自升自航式船不同于自升式平台 ,因 为 它克服了自升式平台不能自航的缺陷 ,航行和就位不需要拖 轮辅 助 ,机 动灵 活。同 时 ,自升自航式船也不同于一般的自航式船 ,它克服了漂浮式工程船工作不 稳 定的缺 点 ,海上作业时 ,桩 腿站立于海底 ,船体升到水面以上 ,工作非常 稳 定。 自升自航式船作 业区 域大多在距海岸 较 近的 浅 海。目前世界上在用的自升自航式船的数 量已超 过 230 条 ,工作海域包括美 国 的墨西哥 湾 ,中 东 的波斯 湾 ,北海、 远东 ,南美 的马拉开 波湖以及西非近海等 ,其 中绝 大多 数 自升自航式船在美 国 的墨西哥 湾内 作 业 。通 过对 此次课题 的研究，能 够 了解所建的平台是否 满 足 规 范和一定的安全性； 对 自升自航式平台有一个 比 较 整体的 认识 ；并且通 过 看 图 、建模、分析等工作 计 算平台的极限承 载 力。 MSC.Patran 软 件提供完善的 独 立几何建模和 编辑 工具 ,以便用 户灵