ANSYS在LD27-2平台坐底稳定性分析中的应用

使用有限元分析软件ANAYS对导管架平台结构中的防沉板进行了坐底稳定性分析, 主要对防沉板中的侧板进行了强度校核,并根据分析结果对设计提出了改进,为ANSYS在导管架平台设计中的应用提出了一些新的思路.     

深水工程的防沉板设计

防沉板是桩基式平台导管架部分的重要附属构件，随着桩基式平台水深增加和结构形式的复杂化，防沉板的设计要求也逐步提高，理念也在不断扩展。结合近年来若干工程项目的实际事例和摸索出的实践经验，在与浅海平台防沉板设计比较的基础上，针对深水导管架工程，对防沉板在不同基础条件下设计方法和结构形式要求，从几个方面进行了阐述，并对一些前沿手段和有技术争议的环节进行了讨论，旨在拓宽设计思路，满足深水工程不断发展的新要求，解决设计中的难点。     

深水导管架扶正计算方法研究

在海洋工程导管架安装设计中,扶正分析涉及众多的设计过程,而且关系到后续的坐底稳性及强度设计,如何遵循规范安全的将导管架扶正并最大可能的降低安装费用,找到最佳的扶正方案是设计人员所关注的,结合实例运用SACS与MOSES程序对导管架进行扶正分析来阐述这一问题.     

废弃平台导管架拆除吊装计算简述

废弃平台导管架拆除不同于新平台安装的吊装计算,在计算分析之前需要搜集各种资料和数据,包括各个设计阶段的完工报告和完工图,平台在役期间更新改造的完工资料,作业现场的环境条件,现场调研检测分析数据等。需要考虑导管架的腐蚀,桩基抗拔力,防沉板吸附力等。本文主要简述废弃平台导管架拆除吊装计算需要考虑的因素,主要对与安装新导管架不同的关键计算内容进行论述。     

基于跨越保护架的海管交叉跨越技术

设计一种用于新铺海底管道与现有海底管道发生交叉时的海管交叉跨越保护架,保护架采用截面形状为Ω形的钢制结构,根据海底土壤的承载力和抵抗海流和渔网的在位稳定性要求,保护架两侧设置防沉板。该海管交叉跨越保护架在LBL水下定位系统和ROV协助下可实现一次性吊装安放,与常规海底管道跨越处理方法相比具有安全、高效的优点,可推广应用于深水开发工程中。     

30000t导管架下水驳船结构设计

随着社会经济的不断发展,人类对石油的需求越来越大,石油的开采和利用,离不开海洋工程装备。文中介绍了专为海上固定式导管架平台设计的30000t导管架下水驳船,对导管架下水驳船的工作方式和导管架的下水过程进行了描述,着重介绍了30000t导管架下水驳船的船型特点和结构特点。阐述了驳船从平浮状态到纵倾到一定角度,并最终导管架与驳船完全分离,整个过程中驳船所承受载荷的计算方法,并根据由此所确定的载荷,对驳船的摇臂及尾部结构进行校核。     

导管架平台新型防沉板方案设计

根据南海某项目的 地质情况,因表层的软土层深度较大,在该区域采用传统的大面积矩形防沉板无法满足安全要求.文章提出一种桩端小型环状板的防沉板形式,并将防沉板和桩腿贯入较硬的持力层.根据防沉板设计和美国石油学会(API)规范的要求,提出的防沉板形式符合安全要求.采用有限元软件ABAQUS验证了防沉板和桩腿贯入的可行性,为表层土软且厚的地质条件下的防沉板设计提供参考.     

导管架平台的结构可靠性分析

由于平台长期处于恶劣自然环境中,其可靠性分析成为当前海洋结构基本性能研究的主要方向。针对空间导管架海洋平台,采用有限元分析方法对结构在随机载荷作用下的可靠性进行分析。考虑5种不同的设计波浪工况,基于Morison公式和线性波理论,分析结构的环境载荷,利用ANSYS软件分析空间导管架平台的响应。选取其中的危险工况,基于导管架平台结构位移和应力的失效模式,选取结构尺寸、材料参数及波浪载荷为随机变量,采用APDL语言结合Monte Carlo模拟对海洋平台的结构可靠性进行分析。结果表明,该方法可用于求解固定式平台结构在风浪流载荷作用下的可靠性分析,得到结构失效的主要因素,并改进桩底和甲板与导管架连接处的设计。可为防止结构破坏提供依据,为进行复杂结构的可靠性分析提供参考。     

深水板桩码头超长钢管-板桩结合墙设计与施工技术

结合某挖入式港池工程,介绍深水整体卸荷式板桩结构的超长钢管-板桩结合墙设计及关键施工工艺。根据辅桩适应变形的能力,对主桩垂直度允许偏差提出0.4%的要求。通过对导向架合理的设计和改造,采用整桩起吊、振打结合、交错下沉的沉桩工艺等措施,确保顺利沉桩。结果表明,全部钢管-板桩结合墙都达到设计高程,沉桩效果良好,可为类似工程提供技术参考。     

水下接触爆炸作用下的船体板架结构毁伤研究

船体板架是舰船中最主要的结构形式,研究在水下接触爆炸作用下的船体板架毁伤过程对于舰船的抗爆抗冲击设计具有重要意义。借助AUTODYN通用软件,建立船体板架水下接触爆炸数值模型,同时运用耦合欧拉—拉格朗日算法进行计算,并与试验最终失效模式进行对比,吻合良好。分析了水下接触爆炸作用下船体板架毁伤全过程,并对船体板架破口的形成和扩展进行了分析,探讨了加强筋的破坏模式,提出了板架结构中板和加强筋破坏模式的耦合效应。通过研究,揭示了水下接触爆炸作用下船体板架的毁伤特性。     

现役散货船板架结构稳定性研究

本文对现役散货船双层底结构的稳定性能进行研究,讨论了结构缺陷对稳定性的影响,提出带缺陷结构的稳定性计算方法,得出了计算双层底板架结构的非线性有限元方法,通过实例计算,证明了该方法的正确性与有效性.并讨论了装载情况对双层底结构稳定性的影响,将有限元方法的计算结果与工程中常用的正交异性板方法计算结果进行比较分析,得出了正交异性板方法的计算结果与实际结构承载能力的差距,并依此给出一修正系数,使正交异性板方法能更好地应用于实际工程.本文还对部分骨材开裂的双层底板架进行了非线性有限元分析,得出不同开裂情况下板架的临界载荷.最后文中还通过实船检测资料,对存在着腐蚀缺陷的双层底结构进行了缺陷分析,并与理想结构的临界载荷进行比较,得出了腐蚀状况对结构的稳定性的影响规律.     

导管架平台响应接口程序开发

借助于ABAQUS软件的二次开发,设计了基于ABAQUS的导管架平台响应接口程序;并对程序的主要模块的设计及其功能进行了介绍。所完成的程序,能够以响应云图等形式显示导管架安装施工的整个过程;这对于导管架设计中发现实际问题具有非常大的帮助。     

焊接变形和应力对甲板板架极限强度的影响

船舶建造过程中,焊接引起的结构变形和应力对船舶结构性能产生影响。以典型船舶甲板板架为例,研究焊接初始缺陷对甲板板架极限强度的影响。采用数值仿真方法模拟甲板板架的焊接过程,获得结构焊接变形和残余应力,对含初始缺陷的板架结构施加轴向压缩载荷,计算板架结构的极限强度,并与理想结构进行比较研究。结果表明,轴向压缩载荷下,甲板板变形过大是引起板架整体失稳的主要因素;焊接变形及残余应力显著地削弱甲板板架极限承载能力,焊接初始缺陷降低甲板板架整体刚度,影响结构失效模式。     

深水导管架安装设计方法

桩基式导管架平台正逐步由浅海向深海发展。深水导管架由于其质量与外形尺寸巨大，对设计、建造、安装提出了更严格的要求。叙述了深水导管架安装分析的一般过程和方法，介绍了MOSES程序在深水导管架安装分析中的使用。     

大型导管架滑移下水工况下驳船受力实测研究与结构强度分析

随着导管架结构重量与尺寸的增大,需要采用滑移下水、扶正等操作完成导管架的安装。在导管架的下水过程中,其大部分重量由摇臂承担并且翻转将导管架滑移到水中,受力比较复杂,因此有必要对其受到的应力进行监测。论文采用Sesam软件,对荔湾3-1导管架下水工况作用于船体的载荷进行结构强度分析,得出了不同载荷组合工况的Von mises应力。结果表明:在导管架下水工况下,海洋石油229船体结构及摇臂具有足够的强度,满足规范要求。     

深海载人潜水器的坐底分析

文章以某深海载人潜水器为例,提出深海载人潜水器坐底的计算分析方法,利用该方法对该潜水器的坐底过程进行了计算分析,最后提出一些坐底建议.文中的研究内容主要包括(1)海底为岩石地貌条件下,采用理论分析与碰撞有限元分析相结合的方法,对潜水器在不同坐底接触姿态下的坐底安全进行分析,对潜水器坐底支架的结构强度进行校核;(2)海底为软沉积物地基状态下,提出了潜水器坐底计算方法分析、坐底过程控制方法,并进行了坐底安全分析.文中还根据计算分析结果对深潜器的坐底过程提出了安全控制技术指标要求和相关建议.     

舱室火灾作用下甲板板架热力响应及防护性能

文章使用基于大涡模拟算法的火灾动力学仿真手段模拟实际舱室油池火灾的场景,考虑环境与结构的对流辐射换热,以及板架初始缺陷和材料高温热力学特性,采用顺序热力耦合算法,对比侧向载荷作用下有涂料防护板架和无防护板架的热力响应,并计算分析防火涂料不同涂设位置对板架热力响应以及结构变形的影响。结果表明,甲板板架结构温度和热应力不会因防火涂料的保护而改变其分布规律,但数值会明显降低;火灾下甲板板架结构应力主要受温度影响,其次是侧向载荷;火焰上方板架无涂料保护的纵骨会在火灾持续时间内失效,而防火涂料保护下的结构基本处于弹性状态;防火涂料涂设位置的不同对板架结构变形影响较大,其中纵向和横向构件的保护对抵抗板架变形起重要作用;涂料仅保护甲板板时,纵向和横向构件温度及应力将大于无涂料板架;防火涂料可有效延迟结构屈服和形变,为火灾救援提供时间。研究工作可为实际火灾场景下的船舶结构抗火设计与安全评估提供参考。     

大型导管架的装船分析

装船工况是桩基式平台导管架安装分析的重要组成部分,随着桩基式平台水深增加和结构形式的复杂化,拖拉装船过程对主结构的部分构件成为主控工况,设计理念也在不断扩展.结合近年来若干工程项目的实际事例和摸索出的实践经验,针对深水导管架工程,对不同结构形式下分析方法进行了阐述,旨在拓宽设计思路,满足深水工程不断发展中的新要求,解决设计中的难点.     

深水导管架上部模块浮托安装过程疲劳分析

深水导管架在海上浮托施工设计中存在高撞击力,撞击力幅值过大会使某些关键杆件产生超应力,导致局部节点产生低周疲劳,给导管架的使用寿命带来不利影响。对此,介绍深水导管架浮托法安装过程中的疲劳损伤计算方法,涉及边界条件的处理和拖船、上部模块及导管架之间载荷传递的模拟,结构响应计算,节点疲劳估算等。应用不同的S-N曲线,分别考虑高周和低周疲劳,计算某导管架上部模块在安装组对阶段其桩腿与上部模块对接位置的疲劳损伤。对计算结果显示的薄弱位置进行加强,从而为浮托安装作业提供技术指导和安全保障。     

典型船舶板架拓扑与形状优化设计

以典型板架结构(船底板架和上层建筑板架)为研究对象,探讨结构拓扑与形状优化设计方法在船舶设计中的应用。对船底板架结构进行形状和尺寸优化(优化目标是指定应力约束条件下结构重量最小),优化后的结构重量减少了15.82%。为改善舱室顶部空间布局,提高舱室顶部板架结构的固有频率,对上层建筑板架进行拓扑优化,寻求材料最优分布,并在对其进行静力分析和模态分析的基础上,以体积百分比为约束条件,以板架固有频率为目标函数,得到拓扑优化后的结构型式,新结构型式使材料分布更加合理,有利于舱室顶部管道和电缆等的铺设。研究表明,在目前的板架结构设计中,可广泛应用结构拓扑与形状优化设计技术。