【摘 要】
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本文研究了固定式导管架海洋平台结构的选型优化和形状、尺寸优化方法.研究了导管架平台的结构特点及所处的海洋环境,建立了风、浪、流、海冰等环境荷载作用下的平台结构各种力学响应分析的合理的有限元模型.研究了多设计准则、多约束条件和多荷载工况的优化设计方法,建立了基于设计和建造规范的导管架平台结构选型优化(拓扑布局与构件尺寸的联合优化)问题的模型,约束条件包括满足规范的应力、位移、构件稳定性、整体抗倾覆能
【机 构】
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大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室(大连)
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本文研究了固定式导管架海洋平台结构的选型优化和形状、尺寸优化方法.研究了导管架平台的结构特点及所处的海洋环境,建立了风、浪、流、海冰等环境荷载作用下的平台结构各种力学响应分析的合理的有限元模型.研究了多设计准则、多约束条件和多荷载工况的优化设计方法,建立了基于设计和建造规范的导管架平台结构选型优化(拓扑布局与构件尺寸的联合优化)问题的模型,约束条件包括满足规范的应力、位移、构件稳定性、整体抗倾覆能力、桩基横向承载力和管结点的剪切强度等设计约束.选型优化过程分为两阶段进行:首先采用基结构方法进行结构的拓扑优化设计,获得了最佳结构拓扑后再进行尺寸优化和形状优化.为克服尺寸和形状两类设计变量耦合所造成的困难,采用了分层优化方法.通过选型优化,在降低平台造价的同时,设计出满足结构的稳定特性、安全寿命等多种设计准则的新型平台结构.在现役平台实际工作环境作用下,以实际设计方案为初始设计的海洋平台选型优化设计结果,说明了本文建立的优化模型和方法的有效性,以及优化设计技术在提高平台结构性能和降低造价方面的重要作用.
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