船舶全生命周期综合安全评估研究

摘要

在船舶与海洋结构物结构强度的常规计算方法中,将有关参数都取为定值.而且对于海事事故总是事后总结,并没有重视事前的风险分析.然而现实是重大灾难仍然不时发生,很多参数其实是服从某种概率分布,并且有的参数随着时间的改变而变化.因此,采用一种概率性的、动态的风险分析方法更为合理.有鉴于此,该论文采用综合安全评估的思路,针对一艘浮式生产储油船(FPSO)实船,在其全生命期内对船体梁完整和破损纵向强度失效模式展开计算,将载荷、极限强度、可靠性分析与综合安全评估结合起来,力图实现事先预报风险,并积累实际工程数据.以此为目标,该文首先假定了多种可能发生的破损情况,计算了完整与破损状态下的危险静水载荷并给出了分布;然后计算波浪载荷并给出分布;随后利用理想结构单元法软件计算出单纯受腐蚀影响逐年递减的完整极限弯矩以及受腐蚀和结构破损共同影响的破损极限弯矩.利用上述数据,使用了改进一次二阶矩法和JC法进行可靠性分析并求出可靠性指标,继而求得所需要的失效概率.最后以失效概率为评价指标,进行综合安全评估.从得到的结果可以看出,腐蚀引起的极限强度及失效概率的变化并不剧烈,随着使用时间的推移逐步变化;而破损对于极限强度及失效概率影响显著,一旦发生后果严重,需要引起足够的重视.更进一步地,该论文在综合安全评估阶段尝试针对各种失效概率过大的情况,给出了不同的解决方案并对这些方案作了比较,提出了供决策建议.该论文将可靠性分析与综合安全评估相结合,用于FPSO实船.这给出了将理论方法付诸实践的基本实现过程,得到了有参考价值的数据和结论,对今后同类型船舶展开此种工作提供了经验和支持.同时可以为今后制定风险规范及对其它船型进行评估提供帮助,有助于改善海事界的安全水平.

目录

文摘

英文文摘

0前言

0.1课题背景

0.2对FPSO进行安全评估的必要性

0.2.1历次重大船损及污染事故的警钟

0.2.2国内外致力于提高FPSO安全性所作的工作

0.3本文主要工作

1综合安全评估原理

1.1综合安全评估概念的引入及特点

1.2综合安全评估的应用及发展现状

1.3综合安全评估研究中面临的问题和前景

1.4综合安全评估的基本术语

1.5综合安全评估方法基本步骤

1.5.1前期准备工作

1.5.2危险识别

1.5.3风险评估

1.5.4风险控制方案

1.5.5费用与受益评估

1.5.6提出供决策建议

2极限强度的研究方法

2.1船体极限总纵强度的研究方法及历史发展

2.1.1基于Smith法的简化分析方法

2.1.2有限元法

2.1.3理想结构单元法

2.2影响极限强度的因素

2.3破损极限强度的研究

3可靠性分析方法

3.1可靠性方法的定义和引入

3.2可靠性分析的过程与发展

3.3可靠性分析的方法

3.3.1均值一次二阶矩法

3.3.2改进一次二阶矩法

3.3.3 JC法

4实船算例

4.1实船概况

4.2评估目标的确定

4.3考察位置的确定

4.4载荷计算

4.4.1静水载荷

4.4.2波浪载荷

4.4.3极限强度

4.5可靠性计算及主要结论

4.6综合安全评估方法的应用

4.6.1危险识别

4.6.2风险评估

4.6.3风险控制方案

4.6.4费用与受益评估

4.6.5提出供决策建议

5论文总结与展望

5.1论文总结

5.2论文创新点

5.3展望

附录

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果

大连理工大学学位论文版权使用授权书