| 摘要 | 第4-6页 |
| abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-19页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 井架简介 | 第11-13页 |
| 1.2.2 桁架拓扑优化的研究现状 | 第13-14页 |
| 1.2.3 井架拓扑优化的研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 课题来源 | 第15页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第15-17页 |
| 1.5 本章小结 | 第17-19页 |
| 第二章 井架拓扑优化的理论基础 | 第19-33页 |
| 2.1 井架拓扑优化设计的基本规定 | 第19-23页 |
| 2.1.1 强度设计 | 第19-20页 |
| 2.1.2 刚度设计 | 第20-21页 |
| 2.1.3 稳定性设计 | 第21-23页 |
| 2.2 结构拓扑优化的理论基础 | 第23-26页 |
| 2.2.1 结构拓扑优化原理 | 第23页 |
| 2.2.2 结构拓扑优化的数学模型 | 第23-25页 |
| 2.2.3 结构拓扑优化的常用算法 | 第25-26页 |
| 2.3 有限元分析理论 | 第26-32页 |
| 2.3.1 局部坐标下梁单元刚度矩阵与质量矩阵 | 第26-29页 |
| 2.3.2 单元坐标的转换 | 第29-30页 |
| 2.3.3 整体刚度矩阵 | 第30-31页 |
| 2.3.4 边界条件的处理 | 第31页 |
| 2.3.5 刚度方程的求解 | 第31-32页 |
| 2.4 本章小结 | 第32-33页 |
| 第三章 井架有限元模型的建立及静力分析 | 第33-49页 |
| 3.1 模型的建立 | 第33-35页 |
| 3.1.1 井架模型的简化 | 第33-34页 |
| 3.1.2 井架有限元模型的建立 | 第34页 |
| 3.1.3 MATLAB通用有限元程序的建立 | 第34-35页 |
| 3.2 井架载荷分析 | 第35-41页 |
| 3.2.1 恒定载荷 | 第35-36页 |
| 3.2.2 工作载荷 | 第36-37页 |
| 3.2.3 自然载荷 | 第37-41页 |
| 3.3 工况及载荷模式的确定 | 第41页 |
| 3.4 静力分析 | 第41-47页 |
| 3.4.1 最大钩载工况 | 第41-42页 |
| 3.4.2 保全设备工况 | 第42-44页 |
| 3.4.3 等待天气工况 | 第44-45页 |
| 3.4.4正常钻井工况1 | 第45-46页 |
| 3.4.5正常钻井工况2 | 第46-47页 |
| 3.5 本章小结 | 第47-49页 |
| 第四章 井架动态力学分析 | 第49-71页 |
| 4.1 井架模态分析 | 第49-52页 |
| 4.1.1 模态分析理论基础 | 第49-50页 |
| 4.1.2 结果分析 | 第50-52页 |
| 4.2 井架瞬态动力学分析 | 第52-60页 |
| 4.2.1 瞬态动力学分析方法 | 第52-53页 |
| 4.2.2 冲击钩载下的瞬态响应分析 | 第53-55页 |
| 4.2.3 结果分析 | 第55-58页 |
| 4.2.4 冲击钩载与静风载作用下的瞬态响应分析 | 第58-60页 |
| 4.3 井架风振响应分析 | 第60-70页 |
| 4.3.1 风的描述 | 第60页 |
| 4.3.2 脉动风模拟 | 第60-63页 |
| 4.3.3 作用在井架结构上的顺风向风力 | 第63-64页 |
| 4.3.4 井架风载荷的模拟 | 第64-66页 |
| 4.3.5 风振载荷作用下井架动力响应分析 | 第66-68页 |
| 4.3.6 立根载荷与风振载荷作用下井架动力响应分析 | 第68-70页 |
| 4.4 本章小结 | 第70-71页 |
| 第五章 基于遗传算法的井架拓扑优化 | 第71-85页 |
| 5.1 井架拓扑优化的数学原理 | 第71-75页 |
| 5.1.1 井架优化变量的选取 | 第71-73页 |
| 5.1.2 井架静力约束下的拓扑优化原理 | 第73-74页 |
| 5.1.3 井架动力约束下的拓扑优化原理 | 第74-75页 |
| 5.2 井架拓扑优化算法的选取 | 第75-77页 |
| 5.2.1 井架拓扑优化问题分析 | 第75-76页 |
| 5.2.2 渐进结构拓扑优化算法 | 第76页 |
| 5.2.3 遗传算法 | 第76-77页 |
| 5.3 基于遗传算法的井架拓扑优化 | 第77-84页 |
| 5.3.1 井架拓扑优化的总体设计 | 第77-79页 |
| 5.3.2 适应度函数的建立 | 第79页 |
| 5.3.3 尺寸和拓扑变量组合编码 | 第79-81页 |
| 5.3.4 井架拓扑信息的实现 | 第81-82页 |
| 5.3.5 遗传算子设计 | 第82-84页 |
| 5.4 本章小结 | 第84-85页 |
| 第六章 井架拓扑优化的实现 | 第85-95页 |
| 6.1 静力约束下的井架拓扑优化 | 第85-87页 |
| 6.1.1 拓扑优化具体方法及参数 | 第85页 |
| 6.1.2 优化结果 | 第85-87页 |
| 6.2 冲击钩载与静风载组合工况约束下的井架拓扑优化 | 第87-90页 |
| 6.2.1 拓扑优化具体方法及参数 | 第87-88页 |
| 6.2.2 优化结果 | 第88-90页 |
| 6.3 立根载荷与风振载荷组合工况约束下的井架拓扑优化 | 第90-92页 |
| 6.3.1 拓扑优化具体方法及参数 | 第90页 |
| 6.3.2 优化结果 | 第90-92页 |
| 6.4 结果比较 | 第92-93页 |
| 6.5 本章小结 | 第93-95页 |
| 第七章 结论与展望 | 第95-97页 |
| 7.1 研究总结 | 第95-96页 |
| 7.2 研究展望 | 第96-97页 |
| 参考文献 | 第97-101页 |
| 致谢 | 第101页 |
