国家“十三五”规划和国务院《中国制造2025》等纲要性文件都大力倡导和支持海洋工程装备制造业,浮式生产储卸平台(FPSO)因其集油气开采、生产、储卸功能于一体的特点,广受石油公司青睐。FPSO上部模块作为生产工作的心脏,在整个平台服务生命周期中扮演着十分重要的角色,其结构强度直接影响石油开采和生产的正常运行。因此,研究其在综合载荷工况下的屈服强度、屈曲强度、疲劳强度等至关重要。本文在充分了解国内外有关FPSO上部模块结构分析方法和疲劳理论研究的基础上,基于DNVGL规范,对某FPSO上部油气分离模块屈服、屈曲、疲劳及局部非线性强度做了广泛研究。具体内容如下:(1)介绍了FPSO上部模块结构分析的研究背景和意义,并概述了其研究内容和分析方法的国内外研究现状。(2)阐述了FPSO上部模块结构分析的一般方法和思路,详细介绍了上部模块分析涉及的各类工况及载荷,分析了不同载荷的特点,给出了工程应用上的计算方法。同时,对上部模块各类强度衡准做了深入阐述,为研究FPSO上部模块屈服、屈曲、疲劳强度奠定了理论基础(3)以某圆筒形FPSO上部油气分离模块为例,利用SAP2000软件对模块进行三维建模,对该模块在ULS、ALS及SLS工况下整体强度进行分析。(4)在第三章研究的基础上,选取了24个关键节点,考虑各载荷工况对关键节点的综合作用,总结了基于DNVGL规范的S-N曲线和经典力学的焊接疲劳分析方法,对其焊接屈服及疲劳强度进行深入分析。(5)针对爆炸载荷工况,选取处于较危险状态的典型结构进行局部非线性有限元分析,研究其塑形响应情况,确保结构在弹塑性范围均满足强度和安全性要求。