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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