合成纖維系纜的粘彈特性及對深水系泊響應的影響.pdf

1、隨著海洋油氣開發(fā)逐漸向深海推進，海洋平臺的工作水深不斷增加，浮式海洋平臺的使用越來越多，因此對其定位技術的研究顯得尤為重要。在常用的五種定位技術中，繃緊式系泊系統(tǒng)以其可以適應深水和超深水環(huán)境、系纜自重輕、系泊半徑更小、維持平臺的穩(wěn)定能力更強、安裝運輸方便以及較強的經濟性等優(yōu)點被廣泛應用于深水平臺的系泊中。然而，繃緊式系泊系統(tǒng)所采用的合成纖維系纜具有十分復雜的力學特性，在循環(huán)載荷下其動剛度就是一個顯著的表現，這給系泊響應分析帶來了嚴峻挑戰(zhàn)

2、。此外，對合成纖維系纜本構模型的研究也一直是國內外研究的重點。本文首先總結和評述了合成纖維系纜動剛度特性以及本構模型的研究現狀，以期為合成纖維系纜粘彈特性的研究提供參考。
　　在此之前，國內外對動剛度的數值研究未能綜合考慮平均張力、應變幅值、循環(huán)載荷周次以及纜繩損傷度四個影響因素。尤其是纜繩在安裝和使用過程中可能產生不同程度的損傷，使得聚酯系纜的動剛度特性發(fā)生演變，從而對系泊系統(tǒng)的動力響應產生直接影響。因此，本文基于含損傷纜繩的動

3、剛度經驗公式，編寫了可以綜合考慮四種影響因素的UMAT子程序，并與實驗結果進行了對比驗證，二者吻合較好。然后，以一系泊于1020m水深的Spar平臺為例，建立了由聚酯纜繩組成的系泊系統(tǒng)有限元模型，分析了系纜的張力響應和平臺的位移響應。這些成果對把握繃緊式系泊系統(tǒng)在聚酯系纜有損傷情況下的非線性動力響應及其安全應用具有重要的參考價值。在本文的后半部分，對本實驗室提出的合成纖維纜繩的新型非線性粘彈性-粘塑性本構模型進行了簡單介紹，然后針對模型