FPSO串靠外輸時(shí)的碰撞性能分析?

李博文，高明星，張延昌，劉 剛??，黃 一

(1.大連理工大學(xué)船舶工程學(xué)院，遼寧 大連116024；2.中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院，上海 200011)

FPSO(Floating Production Storage and Offloading)，即浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置是一種集石油的油、水、氣分離，含油污水處理，儲(chǔ)存和外輸原油產(chǎn)品，動(dòng)力發(fā)電，供熱，生產(chǎn)指揮系統(tǒng)和人員居住場(chǎng)所為一體的綜合大型海洋石油生產(chǎn)基地[1]。FPSO的油氣是通過(guò)穿梭油輪來(lái)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的，兩者主要是以串靠外輸或并靠外輸?shù)男问竭M(jìn)行輸油作業(yè)[2]。由于串靠外輸比并靠外輸更能適合惡劣的海況作業(yè)條件，具有更高的安全性，所以大多數(shù)FPSO都采用串靠外輸形式[3]。

碰撞事故是串靠外輸過(guò)程中可能發(fā)生的主要事故之一[4]，尾碰事故往往會(huì)造成尾機(jī)艙的泄漏及尾部火炬塔架的損壞，因此為了提高其耐撞性能，保障其在正常作業(yè)期間的安全性，在設(shè)計(jì)階段對(duì)FPSO尾部結(jié)構(gòu)的碰撞性能進(jìn)行分析評(píng)估具有重要的意義。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)于串靠外輸作業(yè)主要開(kāi)展了外輸過(guò)程中碰撞事故的風(fēng)險(xiǎn)分析研究，而對(duì)于碰撞性能的數(shù)值仿真分析研究較少。G.Wang等[5]對(duì)有關(guān)船舶與FPSO碰撞的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究進(jìn)行了文獻(xiàn)綜述。Joseph M.Hughes等[6]研究了串靠外輸過(guò)程中動(dòng)力定位穿梭油輪近距離接觸FPSO時(shí)的主要風(fēng)險(xiǎn)因素，確定了可能發(fā)生的問(wèn)題區(qū)域及合理的風(fēng)險(xiǎn)降低方法。王志東等[7]分析了不同內(nèi)轉(zhuǎn)塔位置下單點(diǎn)系泊作業(yè)FPSO的串靠外輸系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及在串靠外輸作業(yè)時(shí)的水動(dòng)力干擾，結(jié)果表明串靠外輸作業(yè)時(shí)兩船的裝載情況對(duì)水動(dòng)力干擾影響較大，不同轉(zhuǎn)塔位置對(duì)FPSO-穿梭油輪系統(tǒng)風(fēng)標(biāo)效應(yīng)存在顯著影響。Haibo Chen等[8]提出了FPSO和穿梭油輪在串靠外輸過(guò)程中兩個(gè)階段的概率模型，分別涉及穿梭油輪偏移場(chǎng)景及偏移場(chǎng)景中的復(fù)原操作。唐友剛等[9]根據(jù)極值理論分析了串靠外輸作業(yè)的穿梭油輪與FPSO之間由于過(guò)分縱蕩而引起的碰撞事故的發(fā)生概率，揭示了海流方向變化對(duì)于原油外輸系統(tǒng)碰撞風(fēng)險(xiǎn)的影響規(guī)律。

本文研究某15萬(wàn)噸級(jí)FPSO串靠外輸過(guò)程中的碰撞場(chǎng)景，基于同步損傷分析技術(shù)，建立了碰撞分析力學(xué)模型，利用動(dòng)態(tài)非線性結(jié)構(gòu)分析軟件ABAQUS進(jìn)行數(shù)值仿真分析，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷變形、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、碰撞力和吸能的時(shí)間歷程曲線進(jìn)行分析，評(píng)估了FPSO尾部結(jié)構(gòu)的耐撞性能，為實(shí)際工程中FPSO尾部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考建議。

1 串靠外輸系統(tǒng)描述

根據(jù)穿梭油輪的靠泊方式，F(xiàn)PSO的原油外輸形式可以分為串靠式、并靠式和兩者聯(lián)合式。串靠式是目前應(yīng)用最多的原油輸送形式，常規(guī)做法是采用系泊纜繩將穿梭油輪首部與FPSO尾部進(jìn)行連接，通過(guò)浮式卸油軟管將原油輸送到穿梭油輪，兩船的系泊距離一般為60～80 m(見(jiàn)圖1)。

(①Shuttle tanker；②Hawser；③Hose；④FPSO；⑤Hawser；⑥Anchor chain；⑦Flexible riser；⑧Siogle point buoy；⑨Floating hose.)圖1 串靠外輸系統(tǒng)Fig.1 Tandem offloading system

串靠式的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠適應(yīng)惡劣的作業(yè)海況，適用于不同噸位的穿梭油輪進(jìn)行系泊作業(yè)，有效地避免了穿梭油輪與FPSO和單點(diǎn)的碰撞，系泊力小，而且解脫較為迅速；但是也存在一些缺點(diǎn)，比如漂浮軟管較長(zhǎng)，管路阻力較大，因而增加了外輸泵功率，并且需要增設(shè)外輸軟管專用收放裝置[10]。

中國(guó)海洋環(huán)境條件極為復(fù)雜，海流方向與風(fēng)浪方向不同步的情況頻繁發(fā)生，通常稱之為亂流現(xiàn)象。頻繁發(fā)生的亂流現(xiàn)象容易造成兩船之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)大，如過(guò)分縱蕩運(yùn)動(dòng)、魚尾運(yùn)動(dòng)和首向偏離，進(jìn)而增加兩船之間發(fā)生碰撞事故的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)穿梭油輪公司的經(jīng)驗(yàn)，過(guò)分縱蕩運(yùn)動(dòng)是影響外輸作業(yè)安全的最大危險(xiǎn)因素之一，當(dāng)遭遇到波浪周期超過(guò)15 s的長(zhǎng)周期波時(shí)，過(guò)分縱蕩運(yùn)動(dòng)很容易發(fā)生。因此，本文重點(diǎn)研究由于過(guò)分縱蕩運(yùn)動(dòng)造成的串靠外輸過(guò)程中的碰撞事故。

在串靠外輸過(guò)程中，穿梭油輪很有可能會(huì)遭遇長(zhǎng)周期波，導(dǎo)致穿梭油輪被置于波峰位置，如果首、尾推進(jìn)裝置不能夠充分地地抑制運(yùn)動(dòng)，將會(huì)造成穿梭油輪發(fā)生強(qiáng)烈地縱蕩運(yùn)動(dòng)。當(dāng)遭受表面影響的穿梭油輪進(jìn)行首尾運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)錨鏈和系泊設(shè)備固定于海底的FPSO也遭受著不同程度的水動(dòng)力作用。從某種程度來(lái)講，F(xiàn)PSO經(jīng)歷的首尾運(yùn)動(dòng)大多通過(guò)系泊系統(tǒng)提供的阻尼力進(jìn)行抑制。在不同的環(huán)境力作用下，F(xiàn)PSO的首尾運(yùn)動(dòng)也許會(huì)明顯不同于穿梭油輪的首尾運(yùn)動(dòng)，這將導(dǎo)致兩者運(yùn)動(dòng)不同步。最糟糕的情形是穿梭油輪向船首移動(dòng)的同時(shí)FPSO向其船尾移動(dòng)，因此急劇縮減兩船之間的分隔距離，增加兩船碰撞事故的發(fā)生概率。極端的過(guò)分縱蕩運(yùn)動(dòng)可能會(huì)造成兩船碰撞(見(jiàn)圖2)。

2 數(shù)值仿真計(jì)算

由于船體周圍流場(chǎng)在撞擊瞬間僅起到慣性力作用，且船體運(yùn)動(dòng)具有一定的滯后性，本文主要研究船舶碰撞內(nèi)部動(dòng)力學(xué)，側(cè)重于分析船體結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和損傷吸能，將船體周圍流場(chǎng)的作用簡(jiǎn)化為附加水質(zhì)量，同時(shí)忽略船體之間的運(yùn)動(dòng)。

本文的碰撞場(chǎng)景為10萬(wàn)t的穿梭油輪以2 m/s的速度正對(duì)撞擊FPSO尾部結(jié)構(gòu)，針對(duì)串靠外輸過(guò)程的初始階段(FPSO滿載-穿梭油輪壓載工況下)由于過(guò)分縱蕩運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的碰撞事故進(jìn)行數(shù)值仿真分析。

2.1 碰撞模型建立及模型簡(jiǎn)化

本文采用CATIA軟件和ABAQUS分別建立FPSO尾部結(jié)構(gòu)與穿梭油輪首部結(jié)構(gòu)的碰撞模型。被撞船選取FPSO從尾封板開(kāi)始FR0～FR4范圍內(nèi)的尾部結(jié)構(gòu)作為分析對(duì)象，撞擊船選取穿梭油輪防撞艙壁之前的首部結(jié)構(gòu)作為分析對(duì)象。圖3為FPSO尾部結(jié)構(gòu)和穿梭油輪首部結(jié)構(gòu)的幾何模型。然后將CATIA軟件建立的尾部模型導(dǎo)入ABAQUS軟件中，之后的分析過(guò)程都將在ABAQUS軟件中進(jìn)行。

幾何模型中的板、桁材及縱骨的腹板等均采用四邊形單元進(jìn)行模擬，型材的面板、加強(qiáng)筋等均采用等效厚度法賦予在相應(yīng)的板上。由于撞擊船簡(jiǎn)化為只有船首結(jié)構(gòu)，通過(guò)在船首的后部施加大質(zhì)量單元來(lái)模擬全船質(zhì)量，保證撞擊船的沖擊動(dòng)能不變，進(jìn)而保證碰撞效果的真實(shí)性。

(①Shuttle tanker；②Hawser；③Hose；④Point of rotation；⑤Long swell.)圖2 過(guò)分縱蕩運(yùn)動(dòng)Fig.2 Excessive surging

圖3 碰撞幾何模型Fig.3 Geometrical model for collision analysis

2.2 同步損傷分析法

船舶碰撞是一種發(fā)生在極短時(shí)間內(nèi)，船體結(jié)構(gòu)在極大的碰撞載荷作用下的一種復(fù)雜的非線性瞬態(tài)響應(yīng)過(guò)程。船舶碰撞問(wèn)題一般涉及兩艘相撞船舶，或者一個(gè)撞擊物體和一艘被撞船。

垂直正對(duì)碰撞是最危險(xiǎn)的碰撞場(chǎng)景，由于撞擊船的首部結(jié)構(gòu)剛度較被撞船的舷側(cè)結(jié)構(gòu)相對(duì)較大，且被撞船的能量吸收是碰撞研究的關(guān)鍵，在進(jìn)行此種碰撞場(chǎng)景的有限元數(shù)值模擬過(guò)程中，通常將撞擊船的首部結(jié)構(gòu)處理成剛體，被撞船的舷側(cè)結(jié)構(gòu)則處理成可變形體，因而分析和計(jì)算過(guò)程被大大地簡(jiǎn)化，其得到的結(jié)果也是偏安全的，可以作為近似結(jié)果。實(shí)際上，碰撞雙方均會(huì)發(fā)生一定程度地?fù)p傷變形，考慮碰撞雙方的真實(shí)損傷變形和吸能情況，更為真實(shí)地模擬船舶碰撞過(guò)程也是很有必要的[11]。

本文將FPSO的尾部結(jié)構(gòu)和穿梭油輪的首部結(jié)構(gòu)均處理成可變形體，考慮碰撞雙方的同步損傷情況。

2.3 材料模型

FPSO和穿梭油輪的有限元模型材料均采用理想彈塑性材料，彈性模量為E=210 GPa，密度為ρ=7 850 kg/m3,泊松比為μ=0.3。FPSO模型和穿梭油輪模型中普通鋼材料(經(jīng)過(guò)法國(guó)船級(jí)社認(rèn)證的A級(jí)鋼)的最小屈服極限為235 MPa，高強(qiáng)度鋼材料(AH32或DH32)的最小屈服極限為315 MPa。

采用ABAQUS軟件進(jìn)行碰撞數(shù)值仿真分析時(shí)，通常以單元的最大塑性失效應(yīng)變值作為材料是否發(fā)生斷裂破壞的判斷依據(jù)，當(dāng)單元的最大塑性應(yīng)變值達(dá)到該極限值時(shí)，材料即發(fā)生破裂失效。單元的最大塑性失效應(yīng)變也隨著有限元網(wǎng)格的大小不同發(fā)生改變，本文中選取最大塑性失效應(yīng)變值為0.3[12]。

考慮到材料應(yīng)變率對(duì)碰撞的影響，引入Cowper-Symonds材料應(yīng)變率敏感性本構(gòu)模型：

(1)

2.4 模型網(wǎng)格劃分、接觸及邊界條件

由于在研究出現(xiàn)兩艘碰撞船舶的同步損傷情況，故本模型在進(jìn)行有限元?jiǎng)澐謺r(shí)，將被撞船尾部和撞擊船首部均劃分為大小200 mm的細(xì)網(wǎng)格(見(jiàn)圖4)。

圖4 碰撞有限元模型Fig.4 Finite element model for collision analysis

本文的撞擊船和被撞船局部模型均處理為可變形體，并且碰撞接觸區(qū)域的損傷變形具有局部性，本模型采用ABAQUS/Explicit的通用接觸算法，即選定碰撞模型中所有的外表面均為可發(fā)生碰撞接觸的區(qū)域。此外，摩擦系數(shù)取為0.3。

對(duì)于被撞船，F(xiàn)PSO尾部結(jié)構(gòu)有限元模型的端部采用剛性固定約束；對(duì)于撞擊船，需要約束穿梭油輪除了運(yùn)動(dòng)方向外的所有自由度。

2.5 碰撞過(guò)程中流體的處理方法

本文的研究采用附加水質(zhì)量法處理碰撞過(guò)程中流體的影響，使得船體和周圍流場(chǎng)之間的相互作用以附加水質(zhì)量的形式進(jìn)行表達(dá)。

附加質(zhì)量的數(shù)值取決于碰撞船舶的船型特征及碰撞過(guò)程等，主要的計(jì)算方法有切片法和經(jīng)驗(yàn)公式法，相較而言，切片法的計(jì)算精度相對(duì)較高，經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算過(guò)程相對(duì)方便。本研究采用經(jīng)驗(yàn)公式法估計(jì)附加質(zhì)量。

對(duì)于縱向運(yùn)動(dòng)，附加質(zhì)量的變化范圍為：

mxx=(0.02～0.07)m。

(2)

其中m為局部結(jié)構(gòu)模型(撞擊船的首部和被撞船的尾部)的質(zhì)量。

附加質(zhì)量以附加質(zhì)量密度的形式加到相撞船體上。如船體材料為鋼，其密度ρ0=7 850 kg/m3，取mxx=0.05 m，則撞擊船和被撞船的質(zhì)量密度均為：

ρ1=(1+mxx)ρ0=8 242.5 kg/m3。

3 計(jì)算結(jié)果分析

3.1 結(jié)構(gòu)同步損傷變形

撞擊船首部結(jié)構(gòu)與被撞船尾部結(jié)構(gòu)相撞后均出現(xiàn)一定程度的損傷變形，且結(jié)構(gòu)損傷表現(xiàn)出明顯的局部性(見(jiàn)圖5)。

圖5 結(jié)構(gòu)同步損傷變形圖Fig.5 Synchronized structural damage deformation

由于被撞船(FPSO)處于滿載狀態(tài)，撞擊船(穿梭油輪)處于壓載狀態(tài)，因此兩者的吃水存在較大差距。碰撞區(qū)域集中在被撞船尾部結(jié)構(gòu)的中下方，只有撞擊船的球鼻首結(jié)構(gòu)接觸到被撞船尾部，撞擊船的首柱部分并未參與碰撞過(guò)程。從圖5中也可以看出，撞擊船首部結(jié)構(gòu)除了與被撞船尾部直接碰撞的區(qū)域發(fā)生了較大的屈曲、壓潰變形外，其他部位的損傷變形程度較小。

由于撞擊船具有巨大的動(dòng)能，導(dǎo)致在被撞船尾封板上形成了一個(gè)近似球鼻首形狀的巨大凹陷變形，并出現(xiàn)了尾封板破裂現(xiàn)象，尾部結(jié)構(gòu)的損傷變形基本上集中在碰撞區(qū)域，而其他區(qū)域的變形很小。距離碰撞中心越近處，撞深越深，凹陷越明顯。被撞船尾部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形很大，尾封板發(fā)生明顯的拉伸變形；與球鼻首接觸區(qū)域的尾部?jī)?nèi)部構(gòu)件的損傷模式基本相同，以壓潰、屈曲和彎曲為主。

3.2 應(yīng)力與應(yīng)變分析

FPSO尾封板處的單元發(fā)生失效后，F(xiàn)PSO尾部?jī)?nèi)部構(gòu)件均在很短時(shí)間內(nèi)迅速超過(guò)普通鋼的最小屈服極限235 MPa進(jìn)入塑性流動(dòng)狀態(tài)，單元失效發(fā)生在t=2.1 s時(shí)，即塑性應(yīng)變值達(dá)到最大塑性失效應(yīng)變值0.3時(shí)，失效位置主要集中在碰撞接觸區(qū)域。碰撞過(guò)程中最大等效應(yīng)力為504.7 MPa，大約是靜態(tài)屈服極限的2.15倍。尾部遠(yuǎn)離球鼻首撞擊的位置則主要發(fā)生彈性變形而未發(fā)生破裂失效(見(jiàn)圖6)。

圖6 2.1 s時(shí)刻的等效應(yīng)力云圖和塑性應(yīng)變?cè)茍DFig.6 Von-stress nephogram and plastic strain nephogram at the 2.1 s moment

3.3 碰撞力分析

由于在碰撞過(guò)程中，不斷地有船體構(gòu)件發(fā)生破裂和失效，碰撞力曲線表現(xiàn)出明顯的非線性特性，出現(xiàn)多次碰撞力卸載的現(xiàn)象(見(jiàn)圖7)。

在這里碰撞力可以被看作為撞擊船的撞擊力，也可以被看作為被撞船的抗撞力。碰撞力的變化趨勢(shì)主要取決于被撞船尾部結(jié)構(gòu)的損傷變形。在碰撞開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，撞擊船的球鼻首接觸到尾封板及其上構(gòu)件，尾部各構(gòu)件產(chǎn)生明顯的抵抗效果，導(dǎo)致碰撞力迅速上升；隨著碰撞的進(jìn)一步進(jìn)行，撞擊船的球鼻首的穿透深度繼續(xù)增加，尾封板、縱艙壁和外板等構(gòu)件均發(fā)生了損傷變形甚至出現(xiàn)了破裂失效，導(dǎo)致碰撞力急劇下降，因而形成了非線性顯著的碰撞力曲線。

圖7 碰撞力時(shí)程曲線Fig.7 Time history of collision force

3.4 碰撞過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化和吸收

FPSO尾部結(jié)構(gòu)和穿梭油輪首部結(jié)構(gòu)的吸能時(shí)程曲線見(jiàn)圖8。

被撞船的尾部結(jié)構(gòu)在碰撞開(kāi)始階段吸收的能量迅速增加，在碰撞后期吸能的增長(zhǎng)速度變得平緩，這是由于碰撞初期結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的局部屈曲變形，直至尾部構(gòu)件破裂后，尾部結(jié)構(gòu)的抵抗能力迅速下降，吸能能力逐漸減弱。船首結(jié)構(gòu)在碰撞的開(kāi)始階段吸收的能量很小，可以忽略，但是隨著尾部結(jié)構(gòu)的破裂失效，船首結(jié)構(gòu)的吸能速率迅速上升，此時(shí)首部構(gòu)件發(fā)生了局部的塑性變形，隨著碰撞地進(jìn)一步加深，首部結(jié)構(gòu)的變形趨勢(shì)逐漸變緩，吸能速率也隨之趨緩。

從圖8還可以看出，被撞船尾部結(jié)構(gòu)吸收能量值明顯大于撞擊船首部吸收能量值，此結(jié)果表明撞擊船首部結(jié)構(gòu)的吸能能力偏小，進(jìn)而驗(yàn)證了將撞擊船首部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為剛體，被撞船結(jié)構(gòu)設(shè)為可變形體，撞擊能量全部由被撞船結(jié)構(gòu)的損傷變形所吸收這種簡(jiǎn)化計(jì)算方法是合理的，并且對(duì)于被撞船來(lái)說(shuō)是偏于安全的。但是，實(shí)際上撞擊船的首部也吸收了部分撞擊能量(大約占總吸能的39%)，進(jìn)而在一定程度上緩解了被撞船的損傷變形。

圖8 吸能時(shí)程曲線Fig.8 Time history of energy absorption

3.5 FPSO尾部各構(gòu)件吸能情況

碰撞過(guò)程中FPSO尾部各構(gòu)件吸能時(shí)程曲線如圖9所示，碰撞結(jié)束時(shí)刻FPSO尾部各構(gòu)件的吸能情況如表1所示。

圖9 FPSO尾部各構(gòu)件吸能時(shí)程曲線Fig.9 Time history of energy absorption by components in FPSO stern

表1 FPSO尾部各構(gòu)件吸能情況Table 1 Energy absorption by components in FPSO stern

Note:①Component；②Energy absorption；③Percentage；④Centerline bulkhead；⑤Stern transom plate；⑥Shell plate；⑦Bottom floor；⑧Stern platform；⑨Stiffener；⑩Bottom side girder；Other components

計(jì)算結(jié)果表明：(1)在碰撞初期，各構(gòu)件的能量吸收較多，并且從曲線的斜率可以看出吸能速率也較大。隨著時(shí)間的推移，各構(gòu)件的承載能力逐漸達(dá)到最大值，甚至于出現(xiàn)了破裂失效，以至于各構(gòu)件的吸能能力逐漸減弱。(2)在碰撞過(guò)程中，被撞FPSO尾部結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的損傷情況不盡相同，吸能能力也存在顯著差異。從各構(gòu)件吸能曲線上可以看出，在碰撞初始階段，尾部結(jié)構(gòu)中的中縱艙壁、尾封板和外板的吸能數(shù)量明顯大于其他構(gòu)件，這是由于以上三者在碰撞初期與撞擊船的球鼻首發(fā)生了直接接觸，撞擊之后發(fā)生了程度較大的損傷變形，因而吸收的能量較多；而碰撞初期未與撞擊球鼻首發(fā)生直接接觸的構(gòu)件，其產(chǎn)生的變形程度極小，吸能也較小。(3)中縱艙壁、尾封板及外板是主要的吸能構(gòu)件，其中，中縱艙壁吸收的能量占到吸能總量的26%左右，尾封板占18%左右，外板占16%左右。其中，板材結(jié)構(gòu)吸收能量約占尾部結(jié)構(gòu)吸收總能量的75.5%，而T型骨材結(jié)構(gòu)吸能數(shù)量約占尾部結(jié)構(gòu)總吸能的24.5%，由此可見(jiàn)T型骨材結(jié)構(gòu)在碰撞過(guò)程中能量吸收能力很小。提高船舶的耐撞性能可以在FPSO尾部易受碰撞損傷的位置添加板材結(jié)構(gòu)進(jìn)行能量吸收，例如增加FPSO尾部靠近尾封板位置處縱艙壁的數(shù)量。

4 結(jié)論

本文采用非線性數(shù)值仿真分析法，結(jié)合同步損傷分析技術(shù)，對(duì)串靠外輸過(guò)程中由于過(guò)分縱蕩運(yùn)動(dòng)造成的穿梭油輪首部與FPSO尾部發(fā)生碰撞事故進(jìn)行了數(shù)值仿真分析與評(píng)估。主要研究結(jié)論如下：

(1)采用同步損傷分析技術(shù)模擬船舶碰撞過(guò)程，船體結(jié)構(gòu)損傷變形表現(xiàn)出明顯的局部性，基本上集中在撞擊區(qū)域。與FPSO尾部結(jié)構(gòu)的損傷變形程度相比，由于穿梭油輪首部結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度較大，結(jié)構(gòu)耐撞強(qiáng)度較強(qiáng)，損傷變形較小。

(2)船舶碰撞過(guò)程中結(jié)構(gòu)的塑性變形吸收了撞擊能量，F(xiàn)PSO的尾封板處出現(xiàn)了與球鼻首形狀類似的巨大凹陷變形，尾部結(jié)構(gòu)吸收了大部分撞擊能量；穿梭油輪首部結(jié)構(gòu)也吸收了一部分能量，約占總吸能的39%，這樣可以使FPSO尾部結(jié)構(gòu)的損傷變形程度得到相對(duì)緩解。此結(jié)論也表明：采用同步損傷分析技術(shù)得到的結(jié)果更加接近真實(shí)情況。

(3)FPSO尾部區(qū)域的中縱艙壁、尾封板及外板等板材結(jié)構(gòu)是主要吸能構(gòu)件，T型骨材結(jié)構(gòu)的吸能能力次之。其中，板材結(jié)構(gòu)吸收能量約占尾部總吸能的75.5%，T型骨材結(jié)構(gòu)吸收能量約占24.5%，因此可以通過(guò)在FPSO尾部容易遭受碰撞的位置增添板材結(jié)構(gòu)以提高其耐撞性能。

(4)本文雖然采用同步損傷分析技術(shù)，模擬了FPSO和穿梭油輪的碰撞過(guò)程，但是并未考慮碰撞雙方周圍流場(chǎng)以及碰撞雙方的耦合作用等影響因素。今后的研究有必要綜合考慮上述影響因素，開(kāi)展更為真實(shí)的尾碰性能分析。