FPSO船体结构强度直接计算研究
随着石油消耗与日俱增，能源竞争日趋激烈，各国开始把目光投向石油储量丰富的海洋，而FPSO(浮式生产储油轮)集生产处理、储存外输及生活、动力供应于一体，且有多个不同方面的优势，例如能够重复利用率高、适应能力强、存储能力强等。FPSO广泛适合于远离海岸的深海、浅海海域及边际油田的开发，已经成为各国开发海洋石油的重要设施。
FPSO至今仅有30多年的历史，早先各国在设计FPSO时大多采用油船的规范，借鉴油船的设计经验，但是这明显是不妥的，与油船所处环境不同的是FPSO在其整个服役寿命期间多为永久性系泊，一般没有进坞维修的可能，并且除了受到不间断的海浪作用外，还可能遭受台风的袭击。近年来，DNV、ABS和BV相继制定了FPSO的结构设计规范和指南。船艏部分由于长期经受交变的系泊载荷，最易产生疲劳破坏。本文旨在探讨FPSO的屈服强度和疲劳强度，对这两方面的问题作了以下工作:
1)阐述了有限元分析的原理，比较了有限元法对比其他方法，并介绍了船舶有限元直接计算的一般流程。
2)本文以一艘15万吨的FPSO为例，利用大型通用有限元分析软件MSC.Patran&MSC.Nastran建立全船有限元模型，依据挪威船级社相关规范规定的载荷及工况对全船进行有限元直接计算，然后将应力结果汇总，对高应力区进行分析和探讨。
3)介绍了疲劳分析的直接计算法，对疲劳直接计算法中的谱分析法的内容和分析流程做了介绍，详尽的介绍了谱分析法中的应力的响应传递函数、响应谱、短期分布、长期分布、疲劳累计损伤的概念和确定方法。
4)在全船屈服强度分析完以后，从全船模型中截取出船体艏部模型，对高应力区进行疲劳分析，校核其疲劳强度。
通过计算，全船的屈服强度满足规范要求，选取的艏部四个节点达到50年的疲劳寿命设计要求。
浮式生产储油轮;有限元法;结构强度直接计算;疲劳强度;船体结构
武汉理工大学
硕士
船舶与海洋结构物设计制造
张少雄
2012
中文
U674.703.1
89
2013-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）