半潜式钻井平台的大型化、深水化、多样化的发展趋势，使得人们提高对其 性能的研究，以满足需求。在近代的平台结构强度的研究领域，建立了平台整体 结构三维有限元的板梁模型是强度分析的主流方法。半潜式钻井平台由于作业水 深，不但要遭受波浪载荷作用，而且还要承受较大的起重作业载荷，受力情况十 分的复杂，对平台的总强度要求也相当高。因而，有必要在设计阶段对平台的结 构进行结构总强度评估，整体强度是平台结构设计的要点。按照半潜式钻井平台 结构强度规范要求，采用有限元分析的方法来对平台结构强度分析。为了能够安 全地作业，起重机底座附近的结构需要进行校核。采用总体简化的有限元模型， 加载可能出现的风、浪等外载荷进行计算。半潜式平台的起重机在海上开采作业 时会遇到多种海洋环境以及作业工况，要考虑工作时的载荷、平台运动产生的载 荷、一些风、浪等环境载荷、海浪冲击平台产生的升沉摇摆载荷以及冲击载荷等。 各种载荷的联合作用可能产生的影响应在设计分析是充分考虑，根据不同的海洋 工况附加不同的载荷系数和设计安全系数，确保起重机在不同海上条件、工作条件下满足强度、刚度和稳定性要求。起重机底座连接固定起重机和平台的甲板， 它承受着起重机整个工作过程中及风暴等自存状态下的所有载荷。由于工业基础 相对薄弱，起重机安全功能及装置配套较少，导致产品的综合性能和质量不稳定。79095

半潜式平台的起重机承受的载荷较多，因此在设计建造标准、海洋环境适应 性、安全可靠性等方面具有较高要求，涉及海洋工程、结构分析、材料应用、安 全可靠性分析等多方面关键技术，这些都需要我们重点去研究，特别是在安全可 靠性控制的分析。另外，甲板吊机常年处于高强度载荷的工作环境；海上潮湿并 具有一定的腐蚀性，立柱环板很容易在疲劳工况下出现裂纹，进而扩展，甚至破 裂，维修难度较高，而且存在很高的风险性。因此我国仍要着力解决甲板吊机立 柱的抗风性，可维修性，耐腐蚀性以及安全可靠程度等多个方面的问题。

平台主体采用 SESAM 有限元软件建立空间板梁组合结构力学模型，由于有 限元模型属于数值模拟的范畴，所模拟出的结构与实际结构在总质量上必然存在 差异，所以需要在建模时调整材料的密度，以实现建立模型的质量与实际模型质 量一致。在处理实际结构中的因设备重力引起的载荷和活动载荷时，除了要确定 其数值大小，还需考虑设备重力的作用点和因为平台产生速度时平台上设备产生 的惯性力。为了准确表达平台的实际受力情况，还需要考虑实际情况下各种作用 的位置和大小和作用情况，将作用情况以质量单元的形式加到模型中，以实现对 实际工况的模拟。为了消除甲板刚体的位移，在甲板的结构用约束了三个自由度， 其他节点不施加约束。值得注意的是，一九六零年墨西哥湾产生的飓风毁坏了平 台，四年后，百年难得一见的风暴又袭击了它里面的十几座平台，损失严重，设 计者对于平台设计准则的进行了改革，更加严格要求焊接的管节点，开始采用百 年重现期进行设计[7]。论文网

上个世纪中后期，随着计算机和有限元的不断发展更新，传统的一些强度计 算方法已不能满足需要。克劳夫在一九六零年提出有限元法 (Finite Element Method) 这个名称。有限元方法最早被用于航空领域，船舶领域是后来才应用的， 然后逐步在结构设计中成为流行的一种数值方法。之后，有限元法的研究工作在 工程领域中蓬勃发展，作用越来越大。