基于Patran的高速小水线面双体船有限元结构强度分析

利用有限元软件MSC.Patran建立了全船有限元模型.针对小水线面双体船的结构特点提出了总纵弯矩、总横弯矩和水平扭矩等几种载荷的计算公式以及各种不同载荷的组合工况加载方法,对双体船进行有限元数值分析,得到全船的应力及其分布位置.其研究结果为船身减重和局部结构加强作了准备,并为结构设计人员全面、合理地进行强度分析提供了有效参考.本文创新地采取了以全船有限元建模的方式对小水线面双体船的结构强度进行数值模拟,根据应力分布云图进行总体结构优化.     

海上风机半潜型浮式基础结构设计及整体强度分析

综合考虑海洋环境载荷及气动载荷,探讨了半潜型浮式基础结构设计及整体强度分析方法。针对一座安装在120m水深海域的5MW海上风机,参考海洋结构设计的有关规范,设计了由三立柱、斜撑、水平撑等构件组成的浮式基础。应用SESAM软件,建立了风电浮式基础整体有限元模型;根据莫里森公式和势流理论分别计算构件及立柱的水动力载荷,并运用叶素理论计算风机叶片的空气动力载荷;综合施加水动力载荷及叶片气动载荷,计算浮式基础结构的应力分布和变形分布。根据ABS规范,综合考虑构件压应力和弯曲应力,校核了构件的压-弯强度。计算分析结果表明,连接塔柱与立柱斜撑的两端部位应力较大,属于结构的危险部位。     

西非深水FPSO登船梯塔结构设计

为防范西非几内亚湾的海盗威胁,考虑对FPSO登船梯塔进行反恐安防设计,该登船梯塔结构设计能抵御远洋拖航途中的恶劣海洋环境影响,考虑FPSO船体总纵弯曲变形因素,应用SACS软件分析登船梯塔主体结构强度,确定基座处的界面荷载,应用Patran/Nastran软件分析登船梯塔基座、主腿柱与水平撑杆连接节点、海水管道支座局部强度,考虑FPSO船体总纵弯曲和船舶碰撞事故因素,设计基座关键焊缝和法兰、螺栓紧固形式。     

Truss Spar平台总体结构强度分析

在南海百年一遇海况条件下,综合考虑风、浪、流载荷的联合作用,在频域范围内计算平台的纵摇和横摇极值响应以及锚缆的张力。根据不同浪向下的结构应力谱分析确定的设计波参数,基于三维势流理论和Morison公式计算一阶波浪力,采用规范推荐的公式计算风、流载荷。在准静力条件下,根据ABS规范推荐的强度准则,针对精细化的混合有限元结构模型进行总体强度分析。     

大型集装箱船在斜浪工况下的扭矩特征研究及结构强度分析

随着大型集装箱船的发展,针对斜浪条件下扭矩载荷特性及其结构强度的分析研究日益重要.本文采用选定的某大型集装箱船开展动态载荷(DLA)分析,建立了水动力湿表面计算模型和质量模型,研究基于扭矩传递函数和主要载荷控制参数的斜浪设计波参数确定方法,分析超越概率水平对扭矩载荷计算结果的影响.考虑典型斜浪参数和超越概率水平,分析对比DLA扭矩与船舶规范(ABS和HCSR)扭矩的差异及原因,提出集装箱船扭矩载荷计算与应用的建议.在此基础上,选定3个斜浪计算工况(45°,60°和75°)开展结构强度分析,通过分析应力计算云图,研究扭矩载荷下船体结构响应的关键位置及其应力趋势.该研究可为大型集装箱船结构设计过程中船体梁扭转强度计算、舱口角隅设计、抗扭箱强度评估等方面提供有益的参考.     

自升式平台桩腿的局部开孔分析

某自升式平台为安装冲桩管线需要在桩腿上开孔,因开孔位置无法避开桩腿高应力区,故需对开孔部位进行局部强度和屈曲分析.本文应用MSC/NASTRAN和ABAQUS有限元分析软件,对单根桩腿建立了详细的有限元模型,除圆柱形桩腿的外壳以外,还包括了内部纵桁、水平撑杆、桩靴细部结构以及开孔周围的加强结构等.边界条件的选取主要是基于平台整体分析得到的结果,考虑到平台主体和桩腿之间的约束变形情况,进行了适当的简化模拟.载荷考虑了自重、静水压力以及作业和自存工况下的风、浪、流载荷.为校核桩腿在整个服役期内是否满足要求,本文所建模型扣除了3mm的腐蚀余量.分析结果表明:桩腿开孔周围结构虽处于较高的应力水平,但仍在许用应力范围之内,并且桩腿的屈曲强度满足要求.     

海上风电作业平台总体强度有限元分析

以某典型海上风电作业平台为研究对象,根据《海上移动平台入级与建造规范》,对平台所受风载荷、波流载荷等进行计算;在作业工况、自存工况、预压工况和迁移工况下,采用有限元法计算平台结构强度,为结构设计提供保障和改进建议。     

一种基于BHCP 400自升式钻井平台的锁紧系统研究

锁紧装置是自升式钻井平台高度定位以及负载转移过程中的核心部件,其结构强度对于平台的作业运转至关重要。根据中国船级社(China Classification Society,CCS)的设计规范,建立钻井平台锁紧装置结构模型并对其进行合理的简化处理。以有限元软件Abaqus作为分析平台,对锁紧装置在极端载荷工况下进行强度分析,得到锁紧装置各关键部件的应力及变形云图,分析结果可为锁紧装置的进一步优化提供可靠的参考依据。     

ANSYS有限元分析在登船升降桥结构计算中的应用

使用ANSYS建立登船升降桥的有限元模型,然后利用APDL命令对移动载荷分载荷步施加,计算出不同位置载荷的应力和变形,通过比较结果,得到应力最大时载荷位置和应力分布,为登船升降桥设计提供参考。     

半潜式平台横撑波浪抨击载荷下结构强度分析

运用风洞和水池试验结果修正后的数值模型,同时考虑半潜式平台承受的风载荷、流载荷和波浪载荷等共同作用,以及采用锚泊系统的全尺度模拟,以某典型半潜式平台为例,利用Ansys-AQWA软件对半潜式平台横撑在波浪砰击载荷下的响应进行非线性数值分析。针对抨击工况中的10个子工况结果,以90%的Gumble分布值作为最终的平台横撑波浪砰击载荷。并运用此分析结果,结合横撑在总体结构强度的应力分布,分析了半潜式平台横撑在考虑波浪砰击下的结构强度。通过数值模拟研究表明:波浪砰击对横撑的影响很大,在横撑的结构强度分析中应充分考虑。     

海上升压站结构设计及强度分析

我国海上变电站建设刚刚起步,结构设计方面尚未有明确的标准,为适应我国海上风电事业的发展,海上升压站设计方法研究十分迫切。吸收欧洲海上升压站设计经验,借鉴国内其他行业设计标准,给出了海上升压站结构设计原则和具体设计内容,并综合考虑海上升压站生命周期内全部的装载和作业工况,论述了利用有限元软件从震动、应力、变形和疲劳四方面对海上升压站进行强度评估的方法。结果表明,文中给出的海上升压站结构满足设计需求。文章提供的海上升压站结构设计主要流程及标准,可为同类海上升压站结构设计提供参考。     

大型常压容器的有限元分析与设计——ANSYS在工程中的应用

对海洋平台上大型方罐容器进行力学分析,在一定的强度准则下通过ANSYS软件得到容器的变形与应力云图,再经过加强一一计算一一加强反复论证和改善罐体的结构设计,最终得到最佳方案,并总结出一系列大型方罐容器的设计方法.     

考虑惯性载荷的多用途船舱口盖强度分析

根据RINA船级社规范中关于舱口盖强度的要求,对某54500DWT多用途船的货舱舱口盖进行了强度校核.使用大型通用有限元软件MSC/Patran建立舱口盖结构有限元模型,计算迎浪和横浪状态下的集装箱惯性载荷以及风雨载荷,得到在这些载荷作用下的舱口盖应力分布情况,并利用CCS_tools工具对屈曲强度进行校核.最后提出了结构改进方案,讨论惯性载荷对舱口盖强度的影响。     

700t起重船船体及千斤柱有限元强度分析

为计算700t自航起重船在各种载荷工况下的强度，依据相关的船舶法规，根据设计图中的结构尺寸，利用MSC／PATRAN建立了起重船主船体及千斤柱的有限元模型，给出了外载荷的计算方法和边界条件的施加方法，应用MSC／NASTRAN对4种工况下起重船的强度进行了分析，计算给出了船体及千斤柱的应力分布及最大应力出现的部位，并对计算结果进行了校核，结果表明结构强度满足强度要求。通过有限元分析得到的结论可用于指导起重船的结构设计与优化。     

自升式平台的结构强度计算

自升式平台在海洋石油开发中被广泛应用,为保障平台在各类海况中正常工作,其结构强度是安全评估的重要依据。以渤海海区的自然环境条件为设计背景,考虑风载荷、流载荷、冰载荷和波浪载荷等环境载荷,以及载荷沿横向、纵向和斜向作用时,对平台的结构强度进行有限元分析,计算平台桩腿和主体结构在不同工况下的应力与变形,表明平台主体和桩腿上最大应力发生在风冰载荷横向作用的工况;在横向外载荷的作用下,桩腿靠近泥面的部分和固桩室附近受到的应力大,应进行局部加强;平台主体部分局部载荷较大的甲板区域也应加强;纵向构件必须满足强度要求才能确保平台承载的最大应力。综合计算结果,为该平台结构的优化设计和安全评估提供参考。     

海上油气田上部设施管道支吊架的工程设计

以美国石油协会API14E和ANSI B31．3标准为基础，根据中国海洋石油工程公司的常用方法，对海上油气田上部设施管道设置中支吊架的基本形式和选用进行阐述。提供了管支吊架间距的设计方法，对管支吊架的材料选择和载荷的考虑进行分析，并根据支吊架的作用分析其在管道应力中的作用。最后给出了支吊架在工程设计中应当考虑的实际重点问题。     

斜浪条件下大型集装箱船扭矩特征及结构强度研究

随着大型集装箱船的发展,斜浪条件下的扭矩载荷特性及其结构响应日益重要。以某大型集装箱船为研究对象,建立水动力湿表面计算模型和质量模型,研究基于扭矩传递函数和主要载荷控制参数的斜浪设计波参数确定方法,分析不同超越概率水平下扭矩计算值的规律。考虑典型斜浪参数和超越概率水平,分析水动力计算扭矩与船舶规范(ABS和HCSR)扭矩的差异及原因,提出集装箱船扭矩载荷计算与应用的建议。通过计算45°,60°和75°斜浪条件下的船体结构应力云图,识别斜浪作用下船体结构响应的关键位置,可作为大型集装箱船结构设计过程中船体梁扭转强度计算、舱口角隅设计、抗扭箱强度评估等的参考。     

导管架平台强度分析

采用有限元分析软件MSC.PATRAN/NASTRAN,对渤西QK18-2导管架平台建立整体结构计算分析有限元模型.根据美国石油协会API（American Petroleum Institute）规范分析确定了平台的环境荷载并进行了荷载组合,确定结构计算分析的主要工况,计算了典型工况下的整体结构应力;并通过对平台整体结构应力状态的分析,找出平台应力幅值较大的管节点进行了强度校核,为导管架平台的结构设计提供了分析方法.     

海上风机整体安装船起重车架设计与强度分析

海上风机整体式安装船是一种新型风机运输安装工作船,侧挂式重型起重车是其实现高效安装的核心装备。根据海上风机整体安装的特点和要求,依据起重机设计规范,设计了风机整体安装侧挂起重小车;分析了最不利工况下起重车所承受的各类载荷及相应计算方法;利用Ansys软件计算了在此工况下车架结构的应力和变形。通过有限元分析验证侧挂式起重小车结构设计的合理性,为类似形式的侧挂式起重车结构设计提供借鉴。     

海上风机整体安装船起重车架设计与强度分析

海上风机整体式安装船是一种新型风机运输安装工作船,侧挂式重型起重车是其实现高效安装的核心装备。根据海上风机整体安装的特点和要求,依据起重机设计规范,设计了风机整体安装侧挂起重小车;分析了最不利工况下起重车所承受的各类载荷及相应计算方法;利用 Ansys软件计算了在此工况下车架结构的应力和变形。通过有限元分析验证侧挂式起重小车结构设计的合理性,为类似形式的侧挂式起重车结构设计提供借鉴。