ABAQUS深海自升式海洋平台管结构碰撞性能研究(3)
总的轴向能量耗散率
旋转角速度
曲率变化率
未变形管的初始曲率
曲率的变化值
局部变形引起的应变率
均匀拉伸或压缩引起的应变率
第一章 绪论
1。1 研究背景及意义
随着全球经济的高速发展，能源紧缺成为限制其发展的主要矛盾，而通过开采海洋油气资源可以有效解决能源紧缺问题。深海自升式海洋平台作为海上油气资源开采的主要工具，如果与船舶发生意外碰撞事故，会造成海洋平台结构损伤甚至失效，带来巨大的经济损失和不良的社会影响，甚至造成不必要的人员伤亡和海洋环境污染。论文网
数据库WOAD（1996）中统计了海洋平台发生的意外事故，主要发生的事故类型有碰撞、井喷、结构损伤等[[[] 林一。 自升式钻井平台风险评估方法研究[D]。 哈尔滨工程大学，2012。]]。Tebbet在《最近五年钢制平台的修理经验》中分析了100起需要修理的海洋平台损伤原因，发现仅由碰撞引起的海洋平台损伤就占到了31%[[[] 梁恩强。 深海自升式海洋平台碰撞性能研究[D]。 江苏科技大学，2016。]]。挪威科技大学Jorgen Amdahl[[[] Jorgen Amdahl, Ernst Eberg。 Ship collision with offshore structures[J]。 Structural Dynamic。 1993。]]教授指出，截止1993年，每年大约有0。15%的海洋平台因遭受各种碰撞而被迫进行维修，其中最典型的碰撞事故发生在1988年，安装在北海的导管架平台Oseberg B遭受一艘潜艇撞击，平台撑杆发生20cm凹坑变形，不得不进行水下昂贵的维修，如图1-1中 (a) 所示。在我国船舶与海洋平台碰撞事故也时有发生，例如2002年8月，文昌号导管架平台在施工过程中遭受大型起重铺管船的撞击，其X斜撑及附近立管等结构严重受损，致使完工延期四个多月[[[] 龚顺风。 海洋平台结构碰撞损伤及可靠性与疲劳寿命评估研究[D]。 浙江大学，2003。 ]]，文昌号如图1-1（b）所示。
（a）Oseberg B （b）文昌号
图1-1 海洋平台碰撞事故
Fig。1-1 Ocean platform collision accidents
到目前为止，在船-船碰撞及船-桥碰撞方面`，国内外研究成果颇丰，而在船舶与海洋平台的碰撞性能研究方面尚处于初步阶段，特别是船舶与自升式平台碰撞，目前国内外相关研究较少。因此，开展深海自升式海洋平台的碰撞性能研究，揭示平台结构在意外撞击载荷作用下的损伤变形机理，对更好的开展平台耐撞结构设计有重要的现实意义 。文献综述
深海自升式海洋平台所面临的主要威胁来自守护船舷侧的碰撞，所以其桩腿管结构在侧向撞击下的变形机理和能量耗散成为本文研究重点。本文的研究方法包括管结构冲击模型试验、碰撞解析计算和冲击响应仿真分析。解析计算方法可以快速准确地对碰撞结果进行预测和评估；试验法和数值仿真计算方法既可以给出碰撞过程中的许多物理量随撞深的变化，也可以验证解析计算的准确性。
通过本文的研究可以得到两端固支管结构在侧向载荷作用下的损伤变形机理和能量耗散，对由其构成的自升式海洋平台的耐撞性能研究和设计均具有一定参考意义。
1。2 国内外研究现状
1。2。1 船舶与海洋平台碰撞的研究现状
1。2。2 管结构碰撞解析计算的研究现状
1。2。3 管结构碰撞模型试验的研究现状
1。2。4 管结构碰撞数值仿真的研究现状
1。3 本文主要研究内容
本文以深海自升式海洋平台桩腿直管结构为研究对象，利用试验法、简化解析方法及数值仿真法对比研究了两端固支管结构在侧向冲击载荷作用下的损伤变形机理。本文的主要内容如下：
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