浅海双层铠装海底光缆破断拉力的计算

通过讨论浅海双层铠装海底光缆破断拉力的计算方法,比较破断拉力按照铠装钢丝计算及使用抗拉强度数学模型训计算两种方法,使用两种计算方法对浅海双层铠装海底光缆破断拉力进行了计算并分析了得出的结果.     

FPSO动态海底电缆保护外皮破损结构强度分析

某动态海底电缆在年度检查时发现电缆锁夹上方电缆保护外皮脱落、露出铠装的情况，影响安全生产。采用OrcaFlex软件建立分析模型，结合浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）的不同运行工况，对海底电缆的结构状态进行结构强度分析和疲劳分析。经计算，台风条件下的FPSO偏移量是影响海底电缆结构强度的重要因素。因海底电缆保护外皮破损位置的载荷较低，结构强度和疲劳寿命满足要求。根据相关文献计算铠装层的腐蚀速率，海底电缆强度满足要求。     

微细光缆静水高压环境下的传输衰减特性试验研究

最近我国也研制成功了微细光缆,该光缆直径小于1mm,极限拉伸强度约400N.如果它在高压环境下的传输衰减特性能满足要求,则它在很多水下工程结构如各类大潜深潜水器以及海底观测基站上会有很广泛的应用前景.文章的主要目的就是介绍该种国产微细光缆在静水高压环境下的传输损耗试验情况.文中对微细光缆的静水高压传输损耗试验进行了介绍和描述,并对试验结果进行了初步分析,获得了一些有用的结论.     

浅海地声学模型缩比试验验证研究

针对实际海底形态不平整、不同区域海底表面沉积层构造差异较大的特点,依托海底地声学模型,建立3层海底地声模型。在实验室条件下构建浅海分层结构的海底缩比场仿真环境,以声学测试试验结果为数据样本,基于匹配场技术,采用QPSO全局优化算法实现不同分层结构的海底地声学参数的优化反演,验证了海底地声模型的正确性和可信性。     

船舶舱室横向结构优化研究

随着陆地资源的逐渐枯竭,向深海发展、进行资源开发已成为大趋势。本研究以一海底电缆施工船为研究对象,构建船舶舱室横向结构优化设计平台,利用PCL建立参数化有限元模型,计算船体结构横向强度,采用模拟退火算法,在ISIGHT优化平台上进行结构优化设计,获得同等结构强度的轻量化结构设计方案。     

多片组合式摩擦轮牵引绞车的牵引特性

针对深海减张力储缆绞车系统的牵引绞车收放缆时存在摩擦轮与铠装缆之间滑动位移大及张力分布过度集中于第一个轮槽的问题,提出基于多片组合式摩擦轮结构的牵引绞车.通过最大扭矩限制和多片式摩擦轮转动补偿铠装缆收缩位移原理,能有效地减少铠装缆与轮槽间的相对滑动位移,延长铠装缆和摩擦轮的寿命.通过分析现有牵引绞车和文章提出的多片组合式摩擦轮牵引绞车在工作过程中铠装缆的拉伸形变变化量及分布规律,证明了新模型的有效性,为提高铠装缆的寿命探索了一种可行的方式,也为减张力储缆绞车提升为升沉补偿绞车提供了一定的理论支撑.     

海底管道在位强度分析

海底管道是海上油气田生产设施的重要组成部分，是保证油气田正常运转的生命线。海底管道在位强度分析对研究其破坏机理及进行安全评估非常重要。基于DNV2000海底管道设计规范和相关文献，根据波浪流等环境参数、管道参数和海床土壤参数之间的关系，并结合相关理论知识，着重阐述了管道在位强度分析的计算原理。最后通过工程实例计算，完成了海底管道结构的在位强度分析及极限状态校核。     

海底三维散射模型仿真研究

海底声散射强度是浅海混响预报的一个重要物理量.采用Jackson复合粗糙度模型研究了非均匀海底界面的声散射问题,对模型进行了理论推导和仿真计算,利用已发表的海底散射强度实测数据与模型仿真结果进行对照,验证了模型的正确性,并就海底沉积物类型和海底声学特性参数对海底反向散射强度的影响进行了分析.     

海底光缆传输网络总体设计研究

论文介绍了国外海底光缆传输网络的最新研究和应用情况,提出了海底光缆传输网络的拓扑结构,设计了系统的总体结构和重点研究设备。海底光缆传输网络将海底分散的海洋环境观测、地质勘探等科学研究节点组网,实现各类海洋科学信息至岸基的综合传输与交换,具有高速、大容量的通信特点,是水下信息传输的重要手段,为深海科学研究提供关键技术支撑。     

船体弯梁冲压成型模拟仿真分析

某船用弯梁在冲压拉伸过程中,经常会出现结构裂纹,使弯梁结构疲劳寿命受到较大的影响。为此,本文基于Hypermesh软件建立某船用弯梁结构冲压有限元模型,根据弹塑性材料模型对弯梁结构冲压过程进行仿真计算,计算过程收敛。研究表明:在拉伸过程中,梁两端面处应变幅值最大,拉伸过程中弯梁首先在该处产生初始裂纹。其次是各圆角处,应变在整个梁长度圆角上均有较多分布。因此,在结构设计时,应当首先考虑在不显著削弱弯梁支撑刚度的前提下,减少弯梁拉伸高度,这对减小弯梁两端面应变幅值具有较大的改进作用。其次,应当尽量增大弯梁圆角值,圆角越小,板料受到的摩擦力越大,材料滑动特性越差,增大弯梁圆角,能够使板料在拉伸过程中具有较好的滑动特性,这对于改善材料受力均匀性具有较大的作用。     

Axisymmetric structural behaviours of composite tensile armoured flexible pipes

To address the weight and corrosion challenge in deep-water, replacing the steel tensile armour in flexible pipes with composite materials is an alternative conceptual approach. An axisymmetric structural responses model is built for this novel composite armoured flexible pipe, with interlayer gaps that may occur in the unbonded structure considered through an iterative algorithm. The tensile strength of steel and composite armoured pipes are predicted based on different constitutive relations of steel and composite. Essential quantities are obtained, such as tensile stiffness, deformations of each layer and interlayer gaps or contact pressures. Considering the helix form of carcass and pressure armour, a finite element model is established for the verification of the theoretical model. Case study shows that the tensile stiffness of flexible pipe is overestimated with the interlayer gap ignored. Compared with steel armoured flexible pipe, the composite armoured pipe, whose tensile stiffness decreases less as external pressure increases, meanwhile has higher values of tensile ultimate strength and torsion stiffness. Some suggestions about fiber types and volume fraction for composite tensile strips are given to ensure good performance of axial tensile strength and stiffness.     

无粘结柔性管抗拉伸层结构分析

柔性管抗拉伸层是复杂的空间螺旋线结构,其结构响应分析对柔性管疲劳分析、强度分析和屈曲分析有重要作用。文章基于曲梁理论,应用斜驶螺旋线假设和测地线假设两种空间曲线公式,以空间细长杆理论及胡克定律本构方程为基础,采用格林应变张量与第二Kirchoff应力张量度量,对深海无粘结柔性管抗拉伸层螺旋形钢缆结构平衡方程进行了推导,编写了分析程序。利用该程序,分析了抗拉伸层钢缆在轴对称载荷下和弯矩作用下的曲率变化和结构响应;同时利用三维直梁有限元模型与曲梁有限元模型建立数值模型,将程序结果与数值模拟模型结果进行了对比,证明了结果可行性。该结果可为柔性管抗拉伸层结构设计提供快速的预估计方法。     

复合抗弹结构设计及隔热性能验证

超高分子量聚乙烯纤维增强塑料(UFRP)层合板具有良好的抗侵彻性能,但受温度影响明显,其热损伤的临界温度仅为147℃.为了避免火灾产生的高温使UFRP层合板失去抗弹性能,设计了以船用钢为前/后面板,SiO2气凝胶毡为隔热层,UFRP层合板为抗弹层的复合抗弹结构.在A60耐火等级标准条件下,对复合抗弹结构的有限元模型进行瞬态热分析,探索了复合抗弹结构内部的温度分布与SiO2气凝胶毡隔温层厚度的关系.根据有限元仿真结果,近一步对SiO2气凝胶毡隔热层厚度为20 mm的复合抗弹结构单元开展耐火试验.结果表明:SiO2气凝胶毡具有良好的隔热性能,在A60耐火等级标准条件下,保持复合抗弹结构中UFRP层合板抗弹性能完好所需的SiO2气凝胶毡隔热层厚度至少为20 mm.     

基于滑动冲击的弹性钢索三次冲击力学特性研究

本文针对弹性钢索三次冲击分析计算难题,提出了基于滑动冲击的动特性分析理论,推导并建立了分析计算和仿真模型,经与实际实验的实测结果对比,本文提出的理论和分析计算模型正确可用。     

海堤前特殊地形对护面块体稳定性影响及对策

通过在波浪水槽内对海堤护面块体稳定性物理模型试验,发现在堤前存在特殊地形的条件下,波浪传播该区域后发生变形、破碎,形成的波能集中冲击范围内护脚人工块体,导致其失稳,进而使断面上整个护面块体向海侧滑移失稳。文章分析了块体失稳原因和影响因素,并从设计角度提出多种针对特殊地形下人工块体失稳的改善措施。     

船用中压直流单芯电缆集聚敷设磁场分析

为尽可能降低电缆集聚敷设时的磁场强度对舰船磁隐身性能的影响,对中压直流单芯电缆在2种典型排布方式下周围的磁场强度和分布进行仿真计算,确定降低电缆磁场强度的最优电缆排布形式,结合磁化原理分析,得到电缆敷设时与船体结构的最小间距为300mm,该间距可使钢结构不被磁化从而降低电缆磁场强度对舰船磁隐身性能的影响。     

Structural response of a flexible pipe with damaged tensile armor wires under pure tension

This article studies the structural response of a 6.0” flexible pipe under pure tension considering intact and damaged conditions. In the damaged condition, several wires of the tensile armor layers are assumed to be broken. A three-dimensional nonlinear finite element (FE) model devoted to analyze the local mechanical response of flexible pipes is employed in this study. This model is capable of representing each tensile armor wire and, therefore, localized defects, including total rupture, may be adequately represented. Results from experimental tests validate the FE predictions and indicate a reduction in the axial stiffness of the pipe, a non-uniform redistribution of forces among the remaining intact wires of the damaged tensile armor layers and high stress concentrations in the wires near the broken ones. Moreover, the FE model indicates that significant normal bending stresses may arise in the pressure armor and inner carcass due to an uneven pressure distribution on these layers. Finally, the results obtained are employed to estimate the pull out capacity of the studied flexible pipe.     

玻璃钢壳体与钢构架间的新型连接结构及其实验研究

该文介绍了玻璃钢壳板与钢构架之间的新型连接结构———纤维桩结构及纤维桩制作工艺。经对纤维桩单元结构的拉伸试验和疲劳试验研究证明 ,纤维桩连接结构不仅具有整体性强 ,无渗漏水隐患 ,表面平整等优点 ,而且其连接强度也比镙钉连接更好。     

28000t多用途船首楼加强结构有限元强度分析

选取上海船舶设计院设计的28 000吨多用途船的首楼结构为研究对象,采用MSC.Patran/Nastran有限元分析软件,针对船首各类局部加强结构分别进行系泊、拖带、锚绞机等强度校核计算。确保结构满足中国船级社规范的相关强度要求。同时结合规范以及其他同类文献对首部加强结构校核计算中的有限元建模与载荷施加的相关方法进行对比探讨,尤其论述了模型中的MPC(多点约束)单元的应用,为同类计算提供有益的参考。