自升式试验平台结构设计与强度分析研究

摘要

海上试验靶船是进行海军装备试验的重要设备之一，其性能优劣直接影响装备试验结果的好坏。而目前所采用的浮式试验船存在着稳定性差、可靠性不足的问题，影响了海上装备试验效果。针对这一情况，本文结合自升式平台与双体船优点，提出和设计了一种新型海上试验平台，并对其疲劳强度和桩靴抗滑力等问题进行了研究和分析。
　　根据靶船任务要求，设计了一种以桩腿支撑为定位形式的新型试验平台。该试验平台主体采用双片体结构型式，依靠液压缸式提升装置实现桩腿升降，有效保证了作业工况下的稳定性，并对迁移状态下的完整稳性和破舱稳性进行了校核，满足相关规范要求。
　　研究和分析了试验平台的结构强度和疲劳强度。采用波浪载荷计算软件（WALCS）对试验平台迁移工况下的波浪载荷进行了计算，并采用莫里森公式对作业工况下的波浪载荷进行计算，采用有限元数值计算方法对不同工况下的平台整体强度进行校核；基于谱分析法原理和疲劳累积损伤原理，对典型应力集中节点进行了疲劳强度分析，计算结果满足强度要求。
　　为避免试验平台在作业工况下所受到的风、浪载荷使其发生滑移或倾覆，研究和设计了桩靴结构型式。采用方形桩靴为试验平台的桩靴形式，采用Mohr-Coulomb本构模型描述海底土体的弹塑性力学性能，结合有限元数值方法计算桩靴基础抗滑力，达到设计要求。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 自升式平台简介

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的主要工作

第2章 自升式试验平台方案设计

2.1 概述

2.2 试验平台方案设计

2.3 船体波浪载荷计算

2.4 桩腿波浪载荷计算

2.5 风载荷

2.6 本章小结

第3章 自升式试验平台的总体强度评估研究

3.1概述

3.2边界条件的定义

3.3载荷的施加方法

3.4平台结构的屈服强度评估

3.5平台结构的屈曲强度评估

3.6 本章小结

第4章 自升式试验平台的疲劳强度评估

4.1 概述

4.2 谱分析法的原理

4.3 疲劳节点的选取

4.4 计算实例

4.5 本章小结

第5章 桩靴抗滑力分析

5.1 概述

5.2 桩靴结构设计

5.3 抗滑力计算

5.4 抗滑力数值模拟

5.5 两种方法对比

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢