海洋平台结构可靠性的优化设计

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基于海洋平台管节点的结构可靠性分析

基于海洋平台管节点的结构可靠性分析
江苏科技大学 硕士学位论文 基于海洋平台管节点的结构可靠性分析 姓名:王辉辉 申请学位级别:硕士 专业:船舶与海洋结构物设计制造 指导教师:窦培林 20070318
摘要
基于海洋平台管节点的结构可靠性分析 摘要
管节点是海洋平台结构关键的部位,同时也是最薄弱的构件。节点处应力高度集 中,极易发生疲劳破坏、冲剪破坏以及其它形式的破坏。一旦节点发生破坏,可能会 导致整个结构失效。因此,管节点强度设计和可靠性分析是当前海洋结构基本性能研 究的主要方向,也是保证平台结构安全的重要问题。 本文主要通过对渤西 QK18-2 导管架平台进行节点和体系可靠性计算分析,寻找 平台最不利的节点和荷载工况组合,为合理设计海洋平台结构和现役平台的科学评估 提供分析方法和理论依据。本论文主要包括以下内容: 运用大型结构有限元分析软件 MSC.Patran / Nastran ,选用四边形壳单元对 T、Y 型圆管节点进行了弹塑性大挠度分析。通过观察节点应力和塑性区分布扩展规 律,揭示节点受力性能,并选择影响圆管相贯节点的承载力的主要因素,对其承 载力性能进行研究,从而找到极限承载力随其几何参数的变化规律,获得一些有 益的结论,为节点的强度设计和可靠性分析打下基础。 运用 MSC.Patran 建立了渤西 QK18-2 导管架平台整体结构有限元模型,计算了平 台的环境载荷,并按照规范进行了荷载组合,确定了结构计算分析的主要工况。 在建立的平台整体有限元模型的基础上,运用 MSC.Nastran 计算了各种荷载组合 工况下平台的整体结构应力。通过对平台整体结构的应力分析,并结合节点极限 承载力随其主要参数变化的规律,完成了平台应力幅较大的典型管节点的选取。 根据 API 有关规范,对典型管节点进行了强度校核。这是进行节点强度可靠度计 算分析的前提。 对渤西 QK18-2 固定式平台进行节点和体系可靠性分析。首先依据 QK18-2 平台 附近海域长期统计分布资料,应用 Monte − Carlo 模拟方法确定了平台可靠性分析 中诸多随机变量的统计参数和概率分布函数,然后基于可靠度理论,选用中国海 洋石油天然气行业标准《海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法—荷载和抗 力系数设计法》 (SY/T 10009-2002)中关于管节点强度校核的极限状态函数,运 用 JC 法计算了 QK18-2 平台结构典型管节点的强度可靠度指标和相应的失效概 率。最后根据 Sigurdsson 等人提出的可靠度计算公式,采用等效荷载法对平台结 构体系可靠度进行了近似分析,提出了平台系统的失效评判准则。

如何对海洋平台进行结构优化设计

如何对海洋平台进行结构优化设计

如何对海洋平台进行结构优化设计引言:海洋平台是石油钻探与生产所需的平台,主要分钻井平台和生产平台两大类。

平台与海底井口有立管相通,最早出现的平台是导管架平台,由若干根导管组合成而。

先把导管架拖运到海上安装就位,然后顺着导管打桩,最后在桩与导管之间的环形空隙里灌入水泥浆,使导管固定于海底。

平台设于导管架的顶部。

导管架平台的整体结构刚性大,适用于各种土质,是目前最主要的固定式平台。

由于海洋平台工作环境是在近海海面上,受到风浪等载荷作用,因此对其安全性和可靠性的分析和评价是确保其在服役年限内正常使用的重要环节。

1 海洋石油平台结构特点海洋石油平台是高出海面的一种海洋工程结构,按结构类型可分为固定式平台和移动式平台。

固定式平台又可以分为导管架型、塔型和重力型等各种结构形式。

移动式平台则包括自升式、半潜式,浮船式和张力腿式等结构形式。

海洋平臺是海洋资源开发的基础设施,是海上作业和生活的基地。

在复杂和恶劣环境条件下,环境腐蚀、材料老化、构件缺陷和机械损伤以及疲劳损伤积累等不利因素都将导致整体抗力的衰减、影响结构的服役安全度和耐久性。

合理地建立海洋环境载荷模型、系统地研究海洋平台结构可靠度,揭示海洋平台结构体系优化的理论和方法提高基于可靠度的海洋平台结构优化设计到一个新的水平、从而为海洋资源的安全开采提供科学可靠的保证。

2 海洋平台仿真建模导管架平台由上层平台结构和下部导管架结构组成,导管架底端通过桩基础固定。

上层平台包括支撑框架和甲板,主要提供生产和生活的场地,其外形为矩形。

下部导管由一系列钢管焊接而成,主体是六根主导管,其间用细管件作为撑杆,组成空间塔架结构,桩基础通过主导管插入海底土层。

整个模型采用三种单元类型:PIPE16,BEAM4,SHELL63。

下部导管架和上部甲板框架的主要竖向支撑构件采用PIPE16单元,甲板平面的框架梁采用BEAM4单元,水平甲板采用SHELL63单元。

整个模型采用同一种钢材,弹性模量EX=2e11Pa,泊松比PRXY=0.3,密度DENS=7800kg/m3。

海洋平台高压电站的可靠性分析和优化设计

海洋平台高压电站的可靠性分析和优化设计

海洋平台高压电站的可靠性分析和优化设计随着能源资源的逐渐枯竭和环境问题的日益严重,海洋能成为替代传统能源的重要选择之一。

海洋平台高压电站作为海洋能开发的重要设施,其可靠性分析和优化设计至关重要。

本文将对海洋平台高压电站的可靠性分析方法和优化设计进行探讨。

首先,可靠性分析是评估电站系统在给定条件下正常运行的概率。

为了开展可靠性分析,我们需要进行以下步骤。

首先是系统的可靠性建模,即将系统划分为多个子系统,并建立各子系统的故障模型。

然后是故障数据的获取,通过实际运行情况、历史数据或者专家经验,获得电站中各组件故障的发生率、维修时间、维修费用等信息。

接下来,利用故障数据进行可靠性分析,可以使用一系列可靠性数据分析方法,如故障树分析、事件树分析、失效模式与效应分析等。

最后,对分析结果进行评估,可以通过计算电站系统的可用度、平均修复时间、失效率等指标来评估电站系统的可靠性。

在海洋平台高压电站的优化设计方面,我们可以从以下几个方面进行考虑。

首先,设计合理的拓扑结构是提高电站可靠性的关键。

电站的拓扑结构应具备冗余性,即在某个组件故障时,能够有其他备用组件或回路进行代替工作。

此外,还应考虑电站各组件之间的相互连接方式,以及能源传输线路的优化设计。

其次,选择合适的材料和技术是保障电站可靠性的重要手段。

在选择电站组件材料时,应优先考虑抗腐蚀、抗氧化、耐高温等性能。

此外,采用先进的技术,如智能监测、远程控制等,可以提高电站的运行效率和可靠性。

再次,针对电站运维过程中可能出现的故障,设计合适的维修策略也是关键。

合理的维修策略包括定期维护、条件维护和故障维修等,可以最大限度地减少电站停运时间,提高电站可靠性。

总结来说,海洋平台高压电站的可靠性分析和优化设计是保障海洋能开发的重要环节。

通过可靠性分析,我们可以了解电站系统的弱点和薄弱环节,提出改进措施,从而提高电站的可靠性;而在优化设计方面,合理的拓扑结构、材料选择和维修策略都将为电站的可靠性提供保障。

巨型海洋平台的设计及优化设计

巨型海洋平台的设计及优化设计

1前言随着中国经济的发展 ,特别是作为支柱产业的石油化工和汽车工业的快速发展 ,石油和天然气供应不足的矛盾日益突出。

石油天然气资源是发展石油工业的前提条件和基础 ,探明储量是制定石油工业长期发展规划和建设项目的依据 ,剩余可采储量的多少决定了石油工业发展潜力所在。

目前我国陆上石油后备资源严重不足 ,原油产量增长缓慢。

由于长期的强化开采 ,大多数主力油田在基本稳定基础上陆续进入产量递减阶段 ,开采条件恶化 ,开发难度增大。

鉴于陆上资源的日渐枯竭 ,资源开发向海洋、尤其是深海进军已成必然趋势。

因此,如何控制海上石油平台的震动,保护平台的安全可靠成为一个亟待解决的问题。

1.1海洋平台简介在陆地上钻井时,钻机等都安装在地面上的底座上;在海上钻井时,不可能将钻井设备安放在海里,因此就需要一个安放钻井设备等的场所,这个场所就是海洋钻井平台。

海上钻井平台分类[2]如下:按运移性分为:固定式钻井平台,移动式钻井平台。

移动式钻井平台又分为坐底式钻井平台、自升式钻井平台、半潜式钻井平台、浮式钻井平台。

按钻井方式分为:浮动式钻井平台和稳定式钻井平台。

浮动式钻井平台分又为,半潜式钻井平台、浮式钻井船和张力腿式平台;稳定式钻井平台又分为,固定式钻井平台、自升式钻井平台和坐底式钻井平台。

固定式海洋平台是从海底架起的一个高出水面的构筑物,上面铺设甲板作为平台,用以放置钻井机械设备,提供钻井作业场所及工作人员生活场所。

海洋平台的安装包括:导管架的安装和工作平台的安装。

其中导管架的安装方法有:提升法、滑入法和浮运法。

工作平台的安装方法有:吊装和浮装。

海洋平台的组成部分有:导管架和桩基、栈桥、上部模块、生活楼直升机甲板和火炬臂。

图1.1 海洋平台1.2固定式海洋平台的特点固定平台包括导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台等。

钢质导管架式平台使用水深一般小于300米,通过打桩的方法固定于海底,它是目前海上油田使用广泛的一种平台。

海洋工程中的结构设计与性能分析优化

海洋工程中的结构设计与性能分析优化

海洋工程中的结构设计与性能分析优化海洋工程是指利用海洋资源进行建设、开发和利用的工程领域。

海洋结构设计是海洋工程中的关键环节,它涉及到海洋结构物的安全性、可靠性和经济性等方面。

在海洋环境条件的复杂性下,如何进行结构设计与性能分析优化成为海洋工程领域中一个重要的研究方向。

一、结构设计的要求在海洋工程中,结构设计需满足以下要求:1.安全性:海洋工程结构需要能够承受恶劣的海洋环境条件,如海浪、风力、海洋流等的影响。

结构设计时需要充分考虑这些因素,确保结构的安全性。

2.可靠性:在海洋环境中,结构的可靠性十分重要。

结构设计应考虑材料的可靠性、连接点的可靠性以及结构的整体可靠性,以保证结构在长期使用过程中不出现失效。

3.经济性:海洋工程结构的设计与建设都需要耗费大量的资源和资金。

因此,在设计过程中需要尽量减少材料的使用量,提高结构的效率和经济性,以降低成本。

二、性能分析优化的方法在海洋工程中,结构的性能分析优化是为了提高结构的性能和效率,减少耗能和成本。

以下是一些常用的性能分析优化方法:1.数值仿真:通过数值方法对海洋结构进行仿真,可以模拟不同的工况,分析结构在各种载荷下的响应和性能。

常用的数值分析方法包括有限元分析、计算流体力学和多体动力学等。

2.参数优化:通过调整结构的参数,如尺寸、材料、形状等,来优化结构的性能。

通过试错法或优化算法,可以确定最优的参数组合,以达到设计目标。

3.结构优化:通过改变结构形状、布局和连接方式等,来提高结构的性能。

结构优化可以包括拓扑优化、形状优化和连接优化等。

拓扑优化可以通过改变结构的连通性来提高结构的刚度和强度;形状优化可以通过调整结构的形状来减轻结构的重量和提高结构的刚度;连接优化可以通过改变结构的连接方式来提高结构的可靠性和耐久性。

4.可靠性分析:在海洋环境中,结构的可靠性是十分重要的。

通过可靠性分析,可以评估结构在不同工况下的可靠性,并根据评估结果来指导结构的设计和优化。

海洋监测平台的设计与优化研究

海洋监测平台的设计与优化研究

海洋监测平台的设计与优化研究在人类探索和利用海洋的进程中,海洋监测平台发挥着至关重要的作用。

它犹如海洋的“眼睛”,能够帮助我们更深入地了解海洋的奥秘,为海洋资源的开发、环境保护以及灾害预防等提供关键的数据支持。

海洋监测平台的设计需要充分考虑海洋环境的复杂性和多变性。

首先,海洋的气候条件恶劣,风浪、潮汐、海流等因素都会对平台的稳定性和安全性构成威胁。

因此,在平台的结构设计上,必须具备足够的强度和抗风浪能力。

例如,采用坚固的材料和合理的结构形式,以确保平台在恶劣海况下能够正常运行。

其次,海洋监测平台需要搭载各种各样的监测设备,如传感器、监测仪等。

这些设备的选型和布局也是设计中的重要环节。

要根据监测的目标和任务,选择精度高、稳定性好的设备,并合理安排它们在平台上的位置,以避免相互干扰,同时便于维护和操作。

再者,能源供应是海洋监测平台持续运行的关键。

由于海洋环境的特殊性,传统的电力供应方式可能存在局限性。

因此,需要探索多种能源获取和存储方式,如太阳能、风能、波浪能等可再生能源的利用,以及高性能电池的研发和应用,以保障平台的长期稳定供电。

在优化海洋监测平台方面,智能化是一个重要的发展方向。

通过引入先进的传感器技术和数据分析算法,实现对海洋环境的实时监测和智能分析。

例如,利用人工智能技术对监测数据进行处理和预测,可以提前预警海洋灾害,为相关部门的决策提供科学依据。

同时,提高平台的自动化程度也是优化的重点之一。

减少人工干预,实现设备的自动校准、数据的自动采集和传输等功能,不仅可以提高监测效率,还能降低人为误差,提高数据的准确性和可靠性。

此外,平台的可扩展性和兼容性也不容忽视。

随着科学技术的不断进步和监测需求的不断变化,平台应具备良好的可升级性,能够方便地添加新的监测设备和功能模块,以适应未来的发展需求。

为了更好地实现海洋监测平台的设计与优化,跨学科的合作至关重要。

海洋学、工程学、材料科学、计算机科学等多个领域的专家需要共同参与,充分发挥各自的专业优势。

海洋平台结构整体优化设计

海洋平台结构整体优化设计

文章编号:1001-4500(2001)01-0015-06海洋平台结构整体优化设计胡涛,肖熙,孟庆毓(上海交通大学,上海200030) 摘 要:通过采用美国M SC NA STRAN程序,对导管架式海洋平台进行了三维有限元分析,并在此基础上以两个方案对其结构进行了大型优化设计,优化结果最终可为平台降低建造成本。

关键词:海洋平台,优化设计,N SC NA STRAN程序 中图分类号:P752 文献标识码:A1 前言 近年来,随着我国石油工业的突飞猛进,石油生产的重心正慢慢地从陆地转移到了海上,因而作为海上石油生产的“主力军”——石油平台越来越得到了人们的重视。

在进行结构优化设计过程中,由于海洋石油平台本身的复杂性,势必牵涉到大量的优化设计变量和约束条件,传统的优化手段将不能反映出平台的许多重要细节,甚至不能把优化继续下去,这也正是大型优化问题的症结之一。

为此,我们采用了发展日臻成熟的有限元技术来分析计算,以期得到较满意的结果。

本文结合某导管架式海洋平台结构,采用美国M ac N eal2Schw endler(M SC)公司的大型结构分析软件NA STRAN进行平台结构整体优化设计。

2 数值优化方法的基本原理 本文采用美国M SC NA STRAN程序系统的优化模块,运用改进的可行方向法来解决大型优化问题。

该模块利用近似概念,把结构有限元分析与数值优化有机结合起来。

所谓近似概念即通过设计变量的耦合、约束条件的区化和筛选、结构响应近似化、直接线性化、混合方法和凸线性方法建立近似模型。

图1显示了M SC NA STRAN中有限元分析、近似模型和数值优化方法之间的关系。

收稿日期:2000210230作者简介:肖熙(19402)男,教授、博导攻关项目:国家计委“九五”攻关项目(8202101) 设计灵敏度分析是M SC NA STRAN 优化模块中比较突出的优点,可以加快数值优化的进程。

设计灵敏度分析即计算结构设计参数变化时结构响应的变化率Κij =5r j 5x i x τ0在x τ0处结构响应r j 对于第i 个设计变量x i 的变化率。

海洋平台的结构强度与稳定性分析

海洋平台的结构强度与稳定性分析

海洋平台的结构强度与稳定性分析海洋平台是一种在海洋中建造的人工平台,用于开展海上石油钻探、海洋科学研究、风电场建设等活动。

在海洋环境中,海洋平台的结构强度和稳定性是非常重要的,对于保证平台运行的安全性和可靠性至关重要。

本文将对海洋平台的结构强度和稳定性进行分析,并提出相应的解决方案。

一、结构强度分析1. 荷载计算海洋平台的结构强度受到多种荷载的影响,包括自重、风载、浪载、冲击载荷等。

在设计海洋平台时,需要根据平台的用途和运行环境合理计算各个荷载的大小,并采取适当的安全系数进行荷载设计。

2. 结构材料选择海洋平台的结构强度与所采用的材料有密切关系。

传统上,海洋平台的结构多采用钢结构,但随着高性能材料的发展,复合材料也逐渐应用于海洋平台的建造中。

选择合适的结构材料可以提高海洋平台的强度和耐久性。

3. 结构设计在海洋平台的结构设计中,需要考虑平台的稳定性和结构的强度。

采用合理的结构形式和连接方式,合理布置支撑结构和刚性连接,可以提高平台的整体结构强度。

二、稳定性分析1. 海底基础设计海洋平台的稳定性受到其海底基础的影响。

根据海洋平台的类型和运行环境,可以选择适合的基础形式,如桩基、板基等。

通过合理设计基础的形状和尺寸,保证海洋平台的稳定性。

2. 平台动力响应分析海洋平台在海洋环境中受到风力、波浪等外部荷载的作用,产生动态响应。

通过对平台的动力响应进行分析,可以评估平台的稳定性,并设计相应的减振措施,如增设阻尼器、减小平台的共振频率等。

3. 风、浪和冲击力分析在海洋平台的稳定性分析中,需要对海洋环境中的风、浪和冲击力进行综合分析。

通过采用海洋气象数据和水动力学模型,可以计算风、浪和冲击力的大小和作用方向,从而评估平台的稳定性。

总结:海洋平台的结构强度与稳定性分析对于确保平台的安全性和可靠性至关重要。

在设计过程中,需要合理计算各个荷载的大小,选择适当的结构材料,设计合理的结构形式和连接方式。

同时,进行稳定性分析包括海底基础设计、平台动力响应分析以及风、浪和冲击力分析等,保证平台在海洋环境中稳定运行。

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海洋平台结构可靠性的优化设计
摘要:对海洋平台结构优化设计,能够大幅度提升平台结构的稳定性,延长使
用寿命,减少故障的发生,为海洋资源开发提供稳定的路径。

文章从实际出发,
旨在通过必要的手段,扎实提升海洋平台结构的可靠性,强化结构整体结构,提
升平台自身的容错率,使得平台能够更好地适应海洋环境,为后续相关海洋平台
的规划、建造提供方向性引导。

关键词:海洋平台;平台结构;设计可靠性;优化设计
前言
为了满足区域经济发展需求,实现油气资源的持续稳定供应,保证国家能源
安全,我国加大资源投入,进行海洋平台的规划、建造等相关工作,旨在依托海
洋平台,依序开展钻井、采用、运输、观测等相关工作,旨在打造成熟、高效的
海洋油气资源开发体系,实现油气资源的科学开发、高效使用,为经济发展注入
新的活力。

但是考虑到海洋环境的特殊性,海洋平台在规划、设计过程中,对于
海洋平台结构的稳定性、可靠性提出了更高的要求。

基于这种实际,海洋平台在
设计环节,需要采取针对性的举措,进行可靠性优化,以保证海洋平台运行的稳
定性。

1 海洋平台概述
对海洋平台的应用范围、主要类型的分析,有助于设计人员从思维层面出发,准确把握海洋平台的基本特性,全面厘清海洋平台结构可靠性设计要点,为后续
相关工作的开展奠定坚实基础。

海洋平台作为现阶段海上生产、生活的重要基础设施,其承担着钻井、采油、运输、观测以及导航等多项任务。

与传统的陆地平台不同,海洋平台所处的环境
较为特殊,海洋平台在潮汐、大风等恶劣环境因素的影响下,海平台的故障发生
率较高,稳定性较差,日常维护成本较高,因此如何有效地进行稳定、可靠的海
洋平台打造,就成为技术团队以及相关企业关注的热点问题[1]。

为了满足海洋平
台的使用需求,适应不同海洋环境,随着技术的发展,海洋平台逐渐发展出不同
的类型,例如固定式、活动式以及半活动式等,多元化的海洋平台结构,通过平
台结构的特殊性,能够很好地提升海洋平台自身结构的可靠性,减少平台结构损伤,保证平台的使用寿命[2]。

以固定式海洋平台为例,目前该结构的平台主要由
导管架型平台以及塔架型平台两个小的类别,塔架型平台蛀牙适用于软土地基,
通过对平台腿柱、水平杆、斜杆以及大梁的合理规划色剂,其能够在在软土中,
保持足够的支撑能力,将负载进行均匀分布,实现了海洋平台的稳定性,避免使
用过程中出现下沉或者倾斜的情况。

2 海洋平台结构设计存在问题
海洋平台结构设计过程中,受到多种因素的影响平台在结构设计的过程中暴
露出相关问题,对这些问题的探讨,使得设计人员明确海洋平台结构设计缺陷,
并全面分析海洋平台结构可靠性设计的基本要求,实现设计针对性、有效性,实
现海洋平台结结构的升级。

2.1海洋平台结构设计存在问题
海洋环境的特殊性,荷载类别的多样性,在整个平台设计环节,设计人员需
要获取各类参数,进行针对性的平台参数获取、分析以及应用。

但是从实际情况
来看,受到多种因素的影响,海洋平台设计人员,对于各类参数的获取、应用方
面存在误区,其将各类参数视为确定值,没有关注相关数值的随机变化性与区间性,这种情况的发生,使得海洋平台在设计过程中,往往缺乏足够的数据支持,
开展针对性的结构可靠性设计、评估,进而引发了问题的发生[3]。

除了这种问题
之外,设计人员在海洋平台结构设计的过程中,一般情况下,采用单一的安全系数,判定的方式方法相对而言也较为简单,将应力比作为检验标准,这种评定方
式过于简单,可靠性程度较低,因此使得海洋平台的结构稳定性受到影响,安全
性系数较低,并且在很大程度上,造成了资源浪费,对于海洋平台的日规划、建
造以及使用产生极为不利的影响,在增加安全事故发生机率的同时,也对于维护
管理成本的管控造成了难度。

2.2海洋平台结构荷载计算准确性不佳
海洋平台所处的环境与陆地平台不同,其结构荷载包括了波浪荷载、潮汐荷载、风荷载等几大部分构成。

这些荷载的存在,要求设计人员从实际出发,准确
进行海洋平台结构荷载的计算,以确保荷载计算结果的准确性,避免结算过程中
出现误差,影响后续设计方案的可行性。

但是受到多种因素的影响,目前海洋平
台结构荷载结算结果的准确性不佳,无法满足实际的设计需求,导致结构强度设
计出现偏差,造成海洋平台结构可靠性的下降。

例如在海洋平台结构设计环节,
需要工作对海洋区域的风荷载进行准确的计算,从工程学的角度来看,在风的作
用下,平台结构会出现横摇或者纵倾的情况,甚至在过大的风荷载的力矩作用下,海洋平台会出现翻沉的情况[4]。

为提升海洋平台的防风能力,设计人员往往需要
对风压、风荷载开展计算工作,但是在计算过程中,部分设计人员仅仅计算了基
本风压、风荷载,对于海面风速、海洋平台柱体后部产生的横向力缺乏计算,这
种荷载计算漏洞的出现,导致海洋结构的结构稳定性不佳,出现安全事故的机率
相对较高,在影响正常生产作业的同时,对于平台工作人员也产生了极大的安全
威胁。

因此为避免这种情况的发生,有效提升海洋平台结构的可靠性,设计人员
需要针对性地开展海洋平台可靠性优化设计工作,通过设计方案的优化,有效应
对现阶段海洋平台结构可靠性方面存在的问题。

3 海洋平台结构可靠性设计优化方案
海洋平台结构可靠性优化设计环节,设计人员在科学性原则、实用性原则的
框架下,以问题为导向,结合海洋平台结构设计要点,理顺海洋平台结构可靠性
设计基本流程,从结构负荷、材料选用等角度出发,有针对性地实现海洋平台的
结构升级。

3.1海洋平台结构模型设置
海洋平台在结构可靠性设计优化的过程中,为了保证优化设计的有效,设计
人员往往需要通过结构模型,对海洋平台结构设计方案作出必要的模拟,以保证
设计方案的成效,实现结构可靠性的稳步提升。

在这种思路的指导下,设计人员
采用归纳法、演绎法等手段,进行海洋平台结构模型的设立,例如在归纳法模型
设置环节,设计人员采用从下而上的方式,对系统的每一个部分进行梳理,分析
不同结构对于海洋平台整体结构可靠性的影响,通过这种方式,能够掌握每一种
海洋平台结构与平台整体结构强度之间的关系,对于可靠性的提升有着极大的裨益。

演绎法模型则不同,其主要采用自上而下的方式,系统分析海洋平台结构强
度失效的原因,探讨结构原因与表征之间的联系,这就为后续相关结构强度的针
对性优化、提升奠定了坚实基础。

3.2海洋平台荷载计算方案
考虑到海洋平台环境的复杂性,在平台荷载计算的过程中,设计人员需要从
实际出发,对平台所受的各类荷载作出系统化、科学化的计算。

在海洋平台荷载
计算过程中,不仅要针对于海洋环境,系统、全面地梳理海洋各类荷载的类型,
并且还应当在此基础上,针对荷载的特点,制定合理的计算方案,进行完备的计算。

例如在风载荷计算环节,设计人员除了进行基本风压以及风荷载计算的工作
之外,还需要海洋平台受到的风阻力、空气绕流产生的横向力进行分析,通过这
种方式,实现对海洋平台所受风荷载的准确计算。

在海洋平台荷载计算工作基本
完成后,设计人员需要从安全系数的角度出发,依据各类荷载的数据,依据
f0=μR/μs,,其中f0表示海洋平台结构的安全性、可靠性,μR、μs,分别表示海洋平
台的结构强度以及结构所属荷载。

通过这种科学的计算,设计人员可以将海洋平
台结构可靠性与所属荷载的强度有机联系起来,推动海洋平台结构可靠性的稳步
提升[5]。

3.3海洋平台可靠性设计优化方案
海洋平台在设计过程中,大量使用到不同类型的钢材,如图1所示:
图1为常见海洋平台结构结构
为保证平台钢结构的可靠性,设计人员在钢材选型的过程中,需要以I类钢材、II类、III类钢材作为主要的钢材,并根据不同类型钢材的结构强度,作出针
对性的设计优化工作。

例如在海洋平台主要荷载分布区域,设计人员采用III类钢材作为主要桩腿、导管架等,通过这种方式,实现了海洋平台钢结构强度的提升。

在海洋平台钢结构焊接过程中,根据国际焊接协会的有关规定,对焊接工艺、焊
接流程等进行调整,保证焊接强度,提升可靠性。

结语
由于所处环境的特殊性,海洋平台在使用过程中,极易出现结构腐蚀、层状
撕裂等相关问题,这些问题出现,使得海洋平台运行的连续性、稳定性减弱,无
法为海洋资源开发提供必要的服务。

为提升海洋平台的稳定性,减少故障事故的
发生机率,文章从实际出发,通过海洋平台结构设计
参考文献
[1]万胜利.导管架海洋平台结构安全评估及优化设计[J].大连理工大学,2020(14):91-92.
[2]周世博,章文俊,李泽华.基于SAPSO-BP网络模型的海洋平台落物碰撞损伤分
析[J].中国安全生产科学技术,2019(2):66-67.
[3]张纪刚,舒凡,赵铁军.不锈钢混凝土海洋平台导管腿轴压性能分析[J].建筑结构,2018(7):117-118.
[4]鲍亮亮,王勇,韩涛.海洋平台焊接技术及发展趋势[J].焊接,2019(2):69-70.
[5]倪云飞,于建华,盛磊.海洋平台一体化建造工艺的深化设计[J].石油和化工设备,2018(7):99-101.。

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