ZP350D自升式钻井平台桩腿围阱区域的细化研究与设计

自升式钻井平台的桩腿围阱区域是指船体与桩腿固定,相接触的区域.一般在总体强度计算中,对桩腿围阱区域的结构都作较大的简化,故计算刚度与真实刚度有一定误差,从而影响到桩腿围阱区域附近的节点位移与应力.因此,为了得到更接近真实值的应力,本文在总体有限元模型的基础上,对桩腿围阱区域进行局部细化,通过对计算结果的进一步分析,对桩腿围阱区域进行了相应的结构优化设计,最后得出了具有实用价值的结论.     

刚性承台下柔性单桩复合地基工作特性分析

基于变形协调条件,运用力学理论,对带台柔性单桩复合地基的承载特性进行了系统的分析,得到了桩土应力比、桩身轴力分布及荷载-沉降关系等系列解析算式.计算表明,柔性桩在更多的情况下不可能像刚性桩那样将荷载传递到桩端,而存在一个有效桩长;同时,桩土应力比随荷载变化的趋势与桩体刚度、桩侧剪切刚度及桩端土的抗压刚度有很大关系.计算还显示,如果以相对变形s/b=0.004～0.01所对应的承载力作为复合地基承载力特征值的话,当桩体刚度增加一倍,复合地基承载力将增加1/3～1/2.为验证所提出方法的可行性,将模型实验的结果与计算结果进行了对比,对比表明,该方法对柔性桩复合地基的设计计算有指导意义.     

底梁式全直桩高桩码头水平力作用下的特性分析

全直桩高桩板梁式码头结构整体刚度较小,抵抗水平荷载的能力较差,为改善其不足,提出了底梁式全直桩高桩板梁码头结构型式。文中运用有限元方法,并选用非线性钢筋混凝土结构为计算模型,分别对有无底梁的全直桩高桩码头结构在水平力作用下结构的变形及内力特征进行了计算分析比较。结果表明:全直桩高桩码头结构由于设置了底梁后,结构整体刚度增大,其抗水平能力大幅度提高。     

高桩码头基桩的轴向刚度

根据数理统计的方法确定桩土的轴向刚度与桩土极限阻力之间的比例关系,基桩的轴向刚度采用桩土轴向一维有限元法计算。该方法能反映桩身轴向刚度、桩入土长度、桩侧各分层土以及桩尖支承土对桩轴向刚度的影响,能适用于各类桩型和不同入土长度的桩基情况,并适合与m法配套用于桩基采用有限元计算。统计表明:该方法计算的桩轴向刚度比规范法更接近实测结果。当无桩轴向刚度试桩资料时,可为高桩码头结构计算时确定桩轴向刚度提供参考。     

一种自升式平台桩腿与固桩围阱间的减摩装置

文章以某自升式圆柱形桩腿平台为研究目标。在平台升降过程中,桩腿与固桩围阱之间相对运动会接触产生滑动摩擦,不仅会损伤桩腿外表涂层和表层结构,还会引起船体振动,影响平台电气系统的工作稳定性。针对此问题,仔细分析了现有桩腿与固桩围阱之间的相对运动及结构特点,研制出一种新型结构装置,改变桩腿与固桩围阱之间的摩擦型式。并进行实验及应用可行性论证,得出新型结构装置应用可大幅降低桩腿与固桩围阱之间摩擦损害的结论。     

船舶肋骨结构厚度近似模型优化

船身结构刚度对船舶航行安全性具有重要影响,为提高某船舶结构刚度,以某船身结构为研究对象,分别建立其三维模型以及有限元模型。通过神经网络算法与结构应力计算模型相结合,对船身钢板厚度进行优化设计。通过迭代计算,船身结构刚度稳定收敛,并且刚度值显著提高。本文采用的神经网络算法与应力计算模型相结合的方法能够有效提高结构刚度,可为工程实践提供参考。     

海上风电安装船关键部位结构强度研究

海上风机吊装作业船是建设海上风电场的关键设备,具备自航、自升、运输、起重等功能,安装作业工况复杂。利用有限元软件对海上风机吊装船的船体平台和桩腿、桩靴、固桩架等关键结构的力学性能进行了较为全面的研究和分析。计算结果表明,船体和其他关键结构的强度与刚度均满足要求。研究工作有助于掌握和了解该船型的结构特点和各关键结构的应力水平,对结构设计和相应规范的制定有一定的参考价值。     

自升式平台桩靴结构优化设计

结合有限单元法和尺寸优化理论,对某自升式海洋平台的桩靴结构进行了设计与优化。根据桩靴设计要求确定各部件尺寸和相应材料参数,以此建立桩靴的有限元模型。针对CCS对桩靴提出的工况依次进行分析计算,获得各工况下应力与位移的分布特征和土壤作用力在结构中的传递路径。然后进行板厚尺寸的优化。计算结果表明,桩靴在偏心工况且偏心角度为60°时应力达到最大,且土壤流失可能性最高;尺寸优化后,桩靴的质量明显减少,应力分布更加均匀,材料利用率得到有效提高。     

局部加强的含裂纹板应力强度因子分析

对含裂纹板局部焊接加强板条的断裂问题进行了分析计算.考虑加强板条的横向刚度和纵向刚度的影响,将加强板条对裂纹板的作用力离散化为作用在沿加强板条方向的有限个作用点处,由含裂纹板的复应力函数解法进行求解.文中分别就加强板条位置和加强板条相对刚度对裂纹板加强作用的影响进行了计算分析.计算结果表明,加强板条纵向刚度对降低裂纹板的应力强度因子起主要作用,提高加强板条刚度有利于降低结构应力强度因子,提高结构承载能力.     

自升式平台圆柱桩腿与桩靴相交处的简化疲劳分析

研究了自升式平台圆柱桩腿与桩靴相交处结构的简化疲劳分析方法。首先建立平台整体水动力模型,计算得到基于一定概率下的波浪载荷。然后建立部分圆柱桩腿和整个桩靴的有限元模型,依据该概率下的波浪载荷计算得到桩腿与桩靴连接结构的最大热点应力范围。最后根据简化方法公式计算了此处结构在该概率下对应的许用应力范围并进行校核。该方法可为同类型结构的简化疲劳评估提供重要的参考意义。     

基于ANSYS的辊压机用行星减速器行星架应力分析

应用有限元分析软件ANSYS对辊压机行星减速器的行星架进行静力加载分析,以达到辊压机额定扭矩三倍负荷进行分析,模拟其在该负荷状态下的应力分布、整体刚性等信息,检查其是否能满足使用要求.     

洋流作用下悬浮隧道动力学行为试验研究

本研究根据相似准则和试验条件设计试验模型。在试验模拟的1节悬浮隧道管段上分别布置2组和3组锚索支撑,测试在不同流速条件下,悬浮隧道管体结构的环向应变、轴向应变及张力腿锚索的轴力。根据试验结果,初步分析悬浮隧道应力的空间分布特征和张力腿的轴力情况;给出在相同环境条件下,张力腿锚索数量对结构应力的影响、洋流速度对悬浮隧道管段结构变形和张力腿轴力的影响关系等。     

不同状腿结构的自升式平台对比分析(英文)

The jack-up unit is one of the best drilling platforms in offshore oil fields with water depth shallower than 150 meters.As the most pivotal component of the jack-up unit,the leg system can directly affect the global performance of a jack-up unit.Investigation shows that there are three kinds of leg structure forms in the world now:the reverse K,X,and mixing types.In order to clarify the advantage and defects of each one,as well as their effect on the global performance of the jack-up unit,this paper commenced to study performance targets of a deepwater jack-up unit with different leg systems(X type,reverse K type,and mixing type).In this paper a typical leg scantling dimension and identical external loads were selected,detailed finite element snalysis(FEA) models were built to simulate the jack-up unit’s structural behavior,and the multi-point constraint(MPC) element together with the spring element was used to deal with the boundary condition.Finally,the above problems were solved by comparative analysis of their main performance targets(including ultimate static strength,dynamic response,and weight).     

自升式钻井平台倒K型桩腿结构优化设计

综合考虑了风浪流等环境载荷及环境载荷作用角度的影响,运用有限元软件对自升式钻井平台倒K型桩腿结构尺寸进行了优化,并基于优化结果论述了倒K型桩腿结构尺寸及其力学性能随位移约束的变化规律。研究结果表明:不同位移约束下,倒K型桩腿弦杆、横撑杆、斜撑杆及内撑杆的体积比例分别保持在77%、9%、13%及1%左右;而在相同的位移约束下,最大应力会随着作用角度的变化围绕平均应力上下波动,且波动率约为±0.0775%。     

基于SESAM软件的张力腿平台疲劳强度分析

以张力腿平台为研究对象,建立有限元模型,通过对结构进行总体强度分析,确定疲劳关键区域和关键点。然后建立关键区域的局部模型,对局部模型的网格划分方法进行研究,利用SESAM软件中的Sestra模块计算应力传递函数。最后基于Stofat模块,采用线性外推法得到疲劳关键点处的热点应力,根据S-N曲线,计算出结构的疲劳寿命。结果表明,张力腿平台的疲劳强度满足设计寿命要求。     

横向围壁设置对大跨度双层甲板弯曲特性的影响分析

针对大跨度单层甲板横向弯曲刚度偏弱的特点,探讨在2层大跨度单层甲板之间设置若干横向围壁,使其形成大跨度双层箱型甲板,并采用结构有限元数值分析方法对其进行计算,讨论设置横向围壁对大跨度双层甲板弯曲特性的影响.文中给出横向围壁间距与大跨度双层甲板变形和应力的关系曲线,引入了用于横向围壁结构初步设计的横向围壁载荷与其间距关系的有效承载系数.研究结果表明:设置横向围壁的大跨度双层甲板,可解决大跨度单层甲板横向弯曲刚度偏弱的问题.     

特大型悬臂式钢箱梁焊接制作工艺实践

特大型悬臂式变截面钢箱梁是现代港口码头起重运输机械的关键金属结构件,要求它具有良好的承载能力和较大的抗弯刚度.由于构件尺寸长,焊缝种类多,焊接难度大,在制造过程中采用了相应的措施,特别是通过焊接规范和焊接程序的调整有效地控制了焊接变形和焊接应力.     

基于有限元分析的自升式平台桁架腿选型优化设计

桁架腿作为自升式平台最为常见的桩腿结构型式,其拓扑型式、结构形状和构件尺寸设计对平台结构响应有重要影响。针对这一问题．笔者将有限元分析和数值优化方法有机结合,建立了复杂环境下桁架腿结构的多约束条件的优化模型,应用ANSYS优化模块进行求解。优化过程中,针对两层设计变量耦合困难的问题,分层优化方法。为验证优化模型和方法的可靠性,对某自升式平台桁架腿进行了选型优化设计。优化结果表明,本文采用的优化模型和方法简单实用,优化效果显著,为自升式平台桁架腿的概念设计提供了一种有效工具。     

面向腐蚀环境的自升式海洋平台桩腿时变可靠性研究

以某公司300ft自升式海洋平台桩腿为研究对象,根据平台桩腿的工作环境的波高和波浪周期对其疲劳环境工况进行划分,采用Airy波理论和PM双参数谱计算平台桩腿不同工况下所受的波浪力谱,通过ANSYS有限元软件对平台进行三维建模,分析其在波浪力下的应力响应。建立桩腿在环境载荷下的可靠性模型,同时针对当前研究中的不足,考虑到腐蚀对于桩腿可靠性的影响,提出并建立在环境载荷与腐蚀耦合作用下的桩腿时变可靠性模型,根据应力响应分析结果,分析桩腿腐蚀最严重区域构件的时变可靠性变化规律,对比两种模型下的桩腿结构可靠性,确定腐蚀因素对桩腿时变可靠性的影响。根据可靠性分析结果,结合自升式海洋平台桩腿的工作环境和服役周期,为平台桩腿的维护与保养提供一定参考。