风电安装平台海工吊与绕桩吊组合方式研究

为提高自升式风电平台的吊重能力，提出了一种海工吊主吊+绕桩吊辅吊的吊机组合方式。首先，基于莫里森方程和确定的规则波分析方法，计算结构的风、浪、流载荷，并将获得的环境载荷施加在平台结构模型上；然后，利用有限元软件进行结构强度分析，获得桩腿的支反力及结构的应力计算结果；最后，在2台吊机同时作业组合工况下，环境载荷的方向与主吊机方向一致时，对其进行强度分析。结果表明：操作工况下，桩腿的最小预压载、单腿支持能力及平台的桩腿整体能力满足要求；正常作业工况下，平台的设计满足中国船级社(CCS)要求；平台的结构强度满足要求。     

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。     

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。     

船艏甲板锚机座固定螺栓强度计算

对某型船的锚机座螺栓强度进行了计算扣分析,并为其下甲板骨架的加强给出了工况载荷.     

大型绞吸式挖泥船门架结构强度分析

选取大型级吸式挖泥船的三种典型工况（桥架平吊、最小挖泥深度、最大挖泥深度）,分别计算了门榘在起吊系统作用下的受力情况,并利用有限元分析软件校核不同工况下龙门架的结构强度．加载时将载荷简化加载于滑轮组的耳板之上,有效地减少了建模的工作量。     

海上风机吊装船全船结构强度分析

以海上风机吊装作业船为对象,采用MSC.PATRAN软件建立全船结构有限元模型;通过该船的运输、安装等不同作业状况的分析,确定典型计算工况,并进行典型工况下的载荷分析和计算工作;对该船在典型工况下的应力进行计算和分析,得到了全船详细应力分布、变形情况。计算结果可以为海上风机吊装作业船的整体强度评估、船体结构优化提供有效依据,对该类型船的设计开发也具有指导意义。     

浅水铺管船托管架连接点损伤分析和优化设计

针对由特厚高强度钢板组焊而成的托管架连接点结构在实际工程中的损伤情况,文中通过对典型工况下铺管船托管架、铺设管线和船体的整体有限元分析及损伤区域局部有限元分析,利用ABAQUS/Explicit显式分析方法,对最大环境载荷及操作载荷下的构件进行应力分析和低频冲击载荷分析,探讨了结构变形和损伤产生的原因和设计的优化方向。     

考虑静水压力的加筋圆柱壳体径向碰撞机理研究

水下碰撞是水下结构物的主要事故形式之一,而深水静压载荷环境下的碰撞、触礁等问题是深水静压和碰撞联合载荷作用下的结构响应问题,是最为危险的碰撞环境.采用MSC/Dytran大型非线性动力有限元程序,建立数值有限元模型,考虑深水静压和外物撞击的联合作用,进行深水静压环境、无水压力环境下以及不同撞击载荷多工况碰撞环境和撞击历程的数值分析,对加筋圆柱壳体碰撞载荷作用下的变形、失效机理和变形历程进行比较,分析了不同速度、质量撞击物撞击载荷作用下撞击强度、深水压力载荷等对碰撞历程的影响和加筋圆柱壳体深水碰撞环境下的动态响应特性和碰撞机理.结果显示:由于准静压载荷的附连联合作用,撞击形变将不可避免地带来准静压载荷的做功,其能量将直接由结构吸收,从而将导致加筋圆柱壳体结构的防撞能力急剧下降.同时,随着静水压力的增大,撞击初始阶段所产生的小变形将导致圆柱壳体的整体环向失稳,从而导致壳体整体迅速压溃,因此,深水环境下结构碰撞问题的研究主要是结构的初始稳定性问题的研究.圆柱壳体通过横向平台的加强后将有效提高壳体结构的横向失稳临界应力,从而能够明显地改善加筋圆柱壳体结构的径向耐撞能力.     

海上风机吊装作业船全船结构强度有限元分析

海上风机吊装作业船具备自航、自升、运输和起重等复合功能,是一种全新的海洋工程船.文章以其为对象,采用MSC.PATRAN软件建立全船结构有限元模型,通过对该船的运输、安装等不同作业状况的分析,确定典型计算工况,并进行典型工况下的载荷分析和计算工作,得到了全船详细应力分布、变形情况.计算分析结果可以为海上风机吊装作业船的整体强度评估、船体结构优化提供有效依据,对该类型船的设计开发也具有指导意义.     

导管架海洋平台整体结构海冰载荷环境下响应分析

以当前广泛应用的海洋导管架平台为研究对象,针对导管架海洋平台冰区服役环境中,海冰载荷作用下结构响应问题,采用理论公式对导管架所受的环境载荷进行计算分析,并通过ABAQUS有限元分析软件对导管架平台进行整体建模,分析其在环境载荷作用下的整体位移响应,并对不同海流速度下桩腿的位移响应进行分析,探索不同桩基入泥深度变形的敏感性因素。结果表明,正常环境载荷下,平台下甲板部位产生0.75 m作用的位移;桩腿位移变化对海流速度较为敏感,某些极端情况下,桩腿上部位移可达5 m左右;变形敏感性因素分析表明,桩身的变形和受力特征存在差异,随着桩基入泥深度的减少,桩身变形会较明显的影响泥面位移和总位移,并导致其桩基中下部及桩底岩土体的塑性区分布范围增加,桩基入泥深度超过一定范围时桩基变形趋近稳定,且计算荷载施加后不会明显影响桩基中下部的应力和塑性区分布特征。     

撞击载荷下曲板动态破坏特性的试验及数值仿真

通过系列的低速试验,对撞击载荷下曲板的破坏特性进行研究,并在有限元软件ABAQUS中进行数值模拟.试验结果表明曲板的变形包括局部凹陷和整体变形两个部分,破坏形式为花瓣式撕裂.为了保证有限元计算的准确性,通过材料拉伸试验和有限元迭代修正结合的方法测定相关的材料参数.采用JOHNSON-COOK材料模型拟合相关数据,结果表明有限元计算能够有效地预报结构的变形和破损情况.     

1000kN龙门吊安全起吊负荷的核算及标定

中港三航局三公司预制厂使用的1000kN龙门吊是1981年1月建造的，至今已使用了20a。该机主要用于预制场地内的大型码头桩、梁等预制构件的倒运、装船以及用来吊运钢筋笼和型钢等。随着预制构件需求量的不断增大，该机的生产任务日趋繁忙。该龙门吊最大起重量为1000kN是指龙门吊扁担在满吊点受均布载荷作用条件下的工况，而在特殊的工况下，如单点吊、双点吊或多点吊等吊运形式所允许的起重力，则没有明确的规定，容易造成机损和安全事故。如1996年3月3日龙门吊在吊卸钢材时，扁担离主吊点2．5m处出现弯曲变形。因此，我们     

舱内气体爆炸载荷下CNG运输船货舱结构动态响应研究

压缩天然气(CNG)运输船是以高压气瓶的形式进行天然气运输的一种新型船舶,在长时间的运输过程中有可能会因各种不良因素引发气体爆炸,从而对船舶结构构成威胁.文章针对世界上第一艘CNG运输船,开展了在舱内气体爆炸载荷作用下的货舱结构动态响应研究.根据该船特点确定了风险源、爆源位置和泄露量,应用MSC.PATRAN/DY-TRAN软件进行了有限元仿真计算,分析比较了舱室中不同结构的应力、变形和吸能状况.得出了舱内气体爆炸载荷下最危险的工况,并对此工况提出了相应的结构加强方案.     

内河集装箱船弯扭强度分析

以内河集装箱船为研究对象,运用Patran/Nastran对整船建模、施加边界约束载荷及求解。对全船结构有限元模型在设计波载荷作用下分析计算得到各种工况下船体结构的应力、变形响应,获得船体结构强度特点,对该类船舶的结构进行优选设计。     

舱内气体爆炸载荷下CNG运输船货舱结构动态响应研究（英文）

压缩天然气(CNG)运输船是以高压气瓶的形式进行天然气运输的一种新型船舶,在长时间的运输过程中有可能会因各种不良因素引发气体爆炸,从而对船舶结构构成威胁。文章针对世界上第一艘CNG运输船,开展了在舱内气体爆炸载荷作用下的货舱结构动态响应研究。根据该船特点确定了风险源、爆源位置和泄露量,应用MSC.PATRAN/DYTRAN软件进行了有限元仿真计算,分析比较了舱室中不同结构的应力、变形和吸能状况。得出了舱内气体爆炸载荷下最危险的工况,并对此工况提出了相应的结构加强方案。     

半潜驳改装海上风机吊装船结构强度评估

海上风机吊装船是具备运输、起重功能的用于海上风电设备安装的海洋工程船。本文将1艘半潜驳船改装成海上风机吊装船,利用有限元软件对该船在拖航、坐底及吊装等典型作业工况下的结构强度进行计算分析,得到船体结构的应力分布及变形情况。计算评估方法和结果可为半潜驳改装海上风机吊装船的结构强度评估、改装方案可行性论证提供依据,也对类似船舶的改装设计开发具有参考价值。     

船舶撞击下内河大水位差码头破坏模式研究

本研究采用ABAQUS有限元软件,主要针对内河大水位差码头在最不利工况条件下受到船舶撞击时,码头结构的受力及破坏情况进行数学模拟,得出架空直立式码头的破坏模式。数学模拟结果表明,从码头结构被撞击开始到最终破坏,要经历由弹性变形-弹塑性变形-塑性变形的过程。     

单点系泊系统的回转支承力学性能分析

单点系泊系统的回转支承(三列滚子)在轴向载荷、倾复力矩和径向载荷的耦合作用下,极易产生较大的应力和变形,严重地影响单点系泊系统的安全性、可靠性,因此须对回转支承进行力学性能分析,但目前尚不能直接使用通用的滚动轴承计算方法。现根据回转支承的结构和受载特点,应用经典理论方法及有限元方法,分别建立1/2回转支承和1/4受载最大滚子的有限元模型,研究回转支承在极限工况下的接触力、变形、接触应力分布状况及接触强度安全系数。结果表明,有限元计算结果与理论计算结果误差小于15%,吻合良好,验证了有限元模型的合理性及仿真计算结果的可靠性。各列滚子的接触强度安全系数均大于选用安全系数2.5,满足回转支承要求。     

弹性接触问题的位移-力法有限元解法研究

本文根据接触状态下的有限元基本方程,通过对定解条件、约束条件的分析应用,得出了仅与接触点有关的定解方程。 运用所编制的电算程序对某柴油机副连杆销及孔在最大载荷下的失圆变形进行了计算。通过采用空心及实心销两种简化模型计算得出了实际副连杆销的失圆变形范围。     

内河航道桥梁船撞时船体最大变形量研究

目前在桥梁船撞防护的专项设计或船撞力专题研究中,对船舶撞击力的研究和桥梁在船舶撞击作用下的响应关注较多,而对船体最大变形量的研究较少。基于ANSYSLS-DYNA软件,对4种不同载质量的内河代表船舶在3种航速、2种碰撞角度下撞击4种墩型的船撞工况进行数值模拟,提取船体最大变形量,并分析船体最大变形量与船舶载质量、撞击速度、桥墩类型及撞击角度的关联性,同时与经验公式做对比。研究结果表明,撞击速度及撞击角度是船体最大变形量的主要控制因素,桥墩类型与之关系不明显。