第1章 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.1.1 海洋油气资源开发现状 1
1.1.2 海工装备发展现状 2
1.2 半潜式平台的特点和发展现状 4
1.2.1 主要深水油气钻采平台 4
1.2.2 半潜式平台的发展 6
1.2.3 半潜式平台破坏事故 9
1.3 半潜式平台横撑断裂研究进展 13
1.4 本书主要研究工作 15
第2章 环境载荷及水动力分析基本理论 16
2.1 平台运动坐标系 16
2.2 海洋环境载荷分析 17
2.2.1 波浪载荷 17
2.2.2 风载荷 22
2.2.3 流载荷 28
2.2.4 其他载荷 30
2.3 随机波浪统计分析 30
2.3.1 不规则波 30
2.3.2 波浪谱 31
2.3.3 短期海况与波浪散布图 35
2.3.4 线性系统的响应关系 35
2.4 设计波法 36
2.4.1 确定性设计波法 36
2.4.2 随机性设计波法 37
2.4.3 长期预报设计波法 38
第3章 深水半潜式平台横撑载荷分析 40
3.1 深水半潜式平台结构分析 40
3.1.1 深水半潜式平台结构形式 41
3.1.2 典型结构形式性能分析 47
3.2 半潜式平台简化模型的建立 56
3.2.1 简化模型建立依据 56
3.2.2 半潜式平台简化模型 56
3.3 半潜式平台运动响应分析 63
3.3.1 平台附加质量和阻尼系数 64
3.3.2 运动响应幅值算子 65
3.3.3 运动响应谱 67
3.4 典型载荷预报 69
3.4.1 典型载荷选择 69
3.4.2 典型载荷传递函数 75
3.4.3 半潜式平台载荷预报 79
3.5 横撑承载分析 82
3.5.1 横撑应力响应特征 82
3.5.2 横撑承载分析 87
第4章 半潜式平台横撑断裂分析 89
4.1 横撑断裂特征 89
4.1.1 横撑裂纹易发部位 89
4.1.2 载荷分析 91
4.1.3 横撑裂纹类型 91
4.2 含裂纹横撑断裂分析 92
4.2.1 断裂解析模型 92
4.2.2 断裂模型控制方程 94
4.2.3 横撑断裂模型边界条件 96
4.2.4 模型求解 103
4.3 算例与分析 108
4.3.1 拉伸载荷下横撑的断裂分析 108
4.3.2 弯曲载荷下横撑的断裂分析 110
4.3.3 拉弯组合载荷下横撑的断裂分析 112
第5章 基于横撑断裂的承载极限分析 119
5.1 横撑断裂控制方程 119
5.1.1 裂纹起裂控制方程 119
5.1.2 裂纹扩展控制方程 120
5.2 基于裂纹扩展横撑承载极限分析 121
5.2.1 无塑性压应力扩展 121
5.2.2 有塑性压应力扩展 123
5.2.3 承载极限分析 127
5.3 横撑承载极限实验分析 130
5.4 算例与分析 131
5.4.1 裂纹界面不同约束承载对比 131
5.4.2 拉弯载荷作用下横撑承载极限分析 133
5.4.3 横撑承载极限影响因素分析 134
参考文献 144