(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210646969.0 (22)申请日 2022.06.09 (71)申请人 天津大学 地址 300350 天津市津南区海河教育园雅 观路135号天津大 学北洋园校区 (72)发明人 余杨　张文豪　吴静怡　余建星　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 专利代理师 程毓英 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 局部系泊失效下半潜式平台韧性定量评估 方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于局部系泊失效下的半 潜式平台韧性定量评估方法， 包括： 基于半潜式 平台吸收破坏、 适应破坏及在破坏后恢复三个阶 段的响应过程， 构建半潜式平台局部系泊失效前 后至恢复全 过程的性能水平曲线， 将半潜式平台 韧性量化为吸收韧性、 适应韧性、 恢复韧性三部 分； 统计半潜式平台局部系泊失效前后结构响应 数据及恢复操作所需数据， 并对初始数据进行处 理， 得到计算数据值； 对半潜式平台进行安全检 验； 以半潜式平台韧性为总指标， 吸收韧性、 适应 韧性和恢复韧性为一级指标， 在三种韧性下分别 进行二级韧性指标构建， 得到半潜式平台韧性评 估三层指标体系； 得到三种韧性权重值及半潜式 平台韧性 值。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 115168939 A 2022.10.11 CN 115168939 A 1.一种基于局部系泊失效下的半潜式平台韧性定量评估方法， 包括： (1)基于半潜式平台吸收破坏、 适应破坏及在破坏后恢复三个阶段的响应过程， 构建半 潜式平台局部系泊失效前后至恢复全过程的性能水平曲线， 将半潜式平台韧性量化为吸收 韧性、 适应韧性、 恢复韧性 三部分； 其中， 吸收韧性指半潜式平台吸收破坏并降低对自身影响的能力， 以半潜式平台运动 的瞬态响应来衡量； 适应韧性指半潜式平台遭受破坏后适应破坏及其影响以使破坏后的稳 态靠近原始稳态的能力， 以半潜式平台运动的稳态响应来衡量； 恢复韧性指半潜 式平台从 破坏中快速恢复并保持正常作业的能力， 以半潜式平台恢复至正常的恢复时间及成本来衡 量； (2)统计半潜式平台局部系泊失效前后结构响应数据及恢复操作所需数据， 并对初始 数据进行处 理， 得到计算数据值； 其中， 所需数据包括不同工况下半潜式平台局部系泊失效前后的水平位移、 角位移、 系 泊缆张力大小、 恢复时间和恢复成本； 获取各类数据的计算数据值的方法为： 选定各个不同工况最危险状态即： 对所选定工 况下的所有初始数据取响应最大值， 且取绝对值； (3)对半潜式平台进行安全检验， 方法为： 统计各局部系泊失效工况下剩余系泊缆的张 力值并计算安全系数， 设定安全系数阈值， 若安全系数大于所设定的安全系数阈值， 则认 为 半潜式平台处于安全状态； 否则会引起连续失效， 此时判定半潜式平台处于失效状态， 其 中， 所述安全系数为系缆断裂强度与所受最大张力之比； (4)以半潜式平台韧性为总指标， 吸收韧性、 适应韧性和恢复韧性为一级指标， 在三种 韧性下分别进行二级韧性指标构建， 得到半潜式平台韧性评估三层指标体系， 方法如下： 1)吸收韧性下的二级指标为半潜 式平台的瞬态角位移Rθ,TS， 所述的瞬态角位移Rθ,TS包 括瞬态横摇、 纵摇和艏摇角位移三种数据； 瞬态角位移Rθ,TS定义为半潜式平台原始稳态摇 动角度最大值与局部系泊失效后瞬态摇动角度最大值的比值： 其中， θOS为原始稳态摇动角度最大值； θTS为半潜式平台局部系泊失效后瞬态摇动角度 最大值； 2)适应韧性下的二级指标为半潜式平台的稳态水平位移、 稳态角位移和稳态张力响应 三类指标， 所述的稳态水平位移包括横荡和纵荡两种数据， 所述的稳态角位移包括横摇、 纵 摇和艏摇三种数据； 对于稳态水平位移韧性测度指标 和稳态角位移韧性测度指标Rθ,SS， 定义为原始稳态响应值与新的稳态响应值相比原 始稳态响应值的增量的比值： 其中， 和 θOS分别为原始稳定状态水平位移和角位移的响应最大值； 和 θDS分别为 局部系泊失效后新的稳态下 水平位移和角位移的响应最大值； 对于稳态张力韧性测度指标， 用平均变化量表示， 定义为新的稳态下系泊缆张力相比 原始稳态下系泊缆张力的增量与原 始稳态张力的比值的均值：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115168939 A 2其中， Tk,DS为新的稳态下关注的第k组系泊缆张力的最大值； Tk,OS为原始稳态下关注的 第k组系泊缆张力的最大值； N 为系泊缆的组数； 3)恢复韧性中的恢复操作为更 换系泊缆， 即恢复韧性以恢复时间与恢复成本来衡量； 恢复韧性下的二级指标选取为半潜式平台的相对换缆时间Rt与相对换缆成本Rc； 对于 相对换缆时间Rt， 定义为半潜式平台遭受破坏时刻到恢复过程开始时刻的时长与半潜式平 台恢复阶段的时长之比： 其中， t0为半潜式平台遭受破坏时刻； t2为恢复开始时刻； t3为恢复完成时刻； tr＝t3‑ t2， 为恢复阶段 所用时长； 对于相对换缆成本Rc， 定义为恢复阶段成本的1/4次方和失效系 泊缆数量之差与其自身 之比： 其中， cr指恢复阶段成本也即更 换系泊缆的成本； nf指失效系泊缆的数量； 定义半潜式平台损伤系数， 用以估计不同失效工况下半潜式平台偏离正常作业状态的 程度； 根据工程经验确定理想情况下单根缆断裂时的基准恢复时间t及基准恢复成本c， 也 即理想情况下的最快换缆时间及所需最小成本， 则实际单根缆断裂时的恢复时间与恢复成 本即： tr＝(1+ μi)t， cr＝(1+ μi)c 其中， μi为失效工况i下的半潜式平台损伤系数， 表示新的稳态与原始稳态的偏差程度， 定义为1减去两种稳态下计算数据值比值的均值； (5)采用CRITIC法对指标进行赋权， 将各指标值及其所占权重进行加权计算， 得到三种 韧性权重值及半潜式平台韧性 值。 2.根据权利要求1所述的半潜式平台韧性定量评估方法， 其特征在于， 安全系数阈值为 1.25。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115168939 A 3