风暴和作业状态下海洋自升式平台桩腿结构强度研究

利用ABAQUS/AQUA有限元软件,对某一典型倒K型桁架式桩腿在风暴和钻井作业载荷工况下结构强度进行了线性和非线性计算,获得了弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移整体分布;详细分析了载荷方向对弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移的影响;参考规范选取确定材料许用应力,对结构强度进行了校核。采用梁单元B31及矩形截面属性建立齿条板模型,并将其与弦管通过TIE单元进行绑定约束,模拟弦杆的真实结构,根据海流方向与弦杆夹角选择相应的水动力拖曳系数。     

Leg Structural Strength Study of Offshore Jack-Up Unit under Storm and Drilling Condition

利用ABAQUS/AQUA有限元软件,对某一典型倒K型桁架式桩腿在风暴和钻井作业载荷工况下结构强度进行了线性和非线性计算,获得了弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移整体分布;详细分析了载荷方向对弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移的影响;参考规范选取确定材料许用应力,对结构强度进行了校核.采用梁单元B31及矩形截面属性建立齿条板模型,并将其与弦管通过TIE单元进行绑定约束,模拟弦杆的真实结构,根据海流方向与弦杆夹角选择相应的水动力拖曳系数.     

液压升降系统圆柱形桩腿两种结构形式

从建造工艺、桩腿防转功能、桩腿强度计算等方面,对液压插销升降系统圆柱型桩腿常用的两种结构形式的优缺点进行对比分析,得出两种结构形式的适用范围,使升降系统在设计初期得到符合需要的结构形式,为后续类似船型的桩腿选型提供指导意见。     

深水自升式平台桩腿极限承载力研究

针对K型、X型、逆K型3种主流桁架腿结构型式,采用基于Pushover原理的桁架桩腿自升式平台倒塌分析方法,对不同桩腿结构型式的深水自升式平台进行极限承载力分析,确定不同型式桩腿的强度储备与倒塌失效模式。     

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.     

大型海上风机吊装船的桩腿结构设计与强度分析

大型海上风机吊装船是用于安装海上风机的特种船舶,其桩腿结构设计与强度分析对于保证船舶的安全运行至关重要。由于风机吊装船的桩腿为型钢材料,发生材料失效的形式包括材料屈服和薄壁件屈曲。本文首先介绍钢材的屈服强度和屈曲强度校核准则,然后介绍大型海上风机吊装船的桩腿结构,结合海浪动力学模型进行风电桩腿的载荷建模。最后,结合有限元计算软件Ansys-workbench进行了风机吊装船的桩腿强度分析和仿真。     

自升式海洋平台桩腿齿条相位差分析研究

RPD是桁架式桩腿两相邻弦杆的垂向位移差。自升式海洋平台在升船、预压升船及预压载等工况下,桩腿RPD值不允许超过其最大可容许值。以一个桁架式桩腿的自升式海洋平台为例,论述了RPD计算原理和计算方法,进行了详细的数值计算,并分析得到桩腿的最大可容许RPD值。论文提供的方法和思路对自升式平台使用者及平台设计人员具有一定的指导意义。     

自升式平台板壳式桩腿设计

桩腿是自升式平台的关键部件,其设计强度不仅决定着平台的作业能力和相应环境条件的选取,而且是平台升降系统选型及其主要性能参数确定的重要依据。结合近年来海上风能开发的热点,以目前市场上主流的自升式风电安装平台为研究对象,结合其作业和功能特点,综合平台载荷工况的特征和强度要求,对桩腿截面型式的选取、内部环筋加强结构和桩腿桩靴连接区域结构的设计及插销孔的强度分析等关键技术进行深入研究。得到适用于柱型桩腿设计和强度分析的工程化方法,为此类结构设计提供参考。     

不同雷诺数下带复杂齿条弦杆的绕流流场分析

带有复杂齿条结构的弦杆是自升式平台桁架式桩腿的核心结构,也是保证整座平台结构安全稳定的关键结构。弦杆环境载荷的计算通常采用半理论半经验的方法,鲜有针对此类钝体的流场机理进行研究。基于NS控制方程,选取适合具有较大压力梯度的RNG k-ε模型研究弦杆绕流流场,对不同雷诺数、不同流向下的二维弦杆绕流流场进行数值模拟,研究带复杂齿条结构的弦杆绕流流场特性,包括尾流流场形式、升阻力系数,以及漩涡脱落频率随Re的变化规律。研究结果表明:带复杂齿条弦杆的绕流流场与圆柱形结构的绕流流场有较大的区别,且弦杆齿条与来流方向的夹角不同时,其尾流流场差异较大;在较高Re下,当流向角为90°时,弦杆的尾流负压区和尾涡区域均变大,水动力系数也增加。对弦杆绕流流场的研究分析,为弦杆环境载荷的计算、保证自升式平台的安全性提供了理论支撑。     

风暴条件下自升式平台桩腿强度对节距敏感性分析研究

文章以自升式平台桁架式桩腿优化设计技术研究为目标,完成风暴条件下桩腿强度对节距敏感性分析。通过风洞试验技术获取风载荷数据;基于STOKES五阶波理论和MORISON方程,采用DNV开发的SESAM软件WAJAC模块分析获取波流载荷数据;通过特征值分析得到平台自振周期和一阶偏移值,进而获取计及DAF效应的惯性载荷和P-△效应的二次惯性矩。基于上述载荷计算结果,重点对不同节距的桩腿结构进行强度校核,给出目标平台桩腿节距优选值,形成桩腿强度对节距敏感性分析技术,为平台核心部件的自主设计提供技术参考。