导管架平台立柱结构的抗撞性能分析

导管架平台立柱结构被守护船撞击的事故常有发生,因此,在设计中应当考虑立柱结构的抗撞性能。NORSOK规范和API规范是世界上被广泛认可并应用的导管架立柱结构设计规范之一,但其适用性还有待深入研究。为了研究NORSOK规范和API规范中计算导管架立柱结构抗撞性能公式的适用性,以一艘守护船侧向撞击立柱结构场景为研究对象,采用数值仿真技术,分析在不同撞击点和立柱结构设计原则条件下的碰撞力—撞深曲线等性能,并与NORSOK规范和API规范公式计算结果进行比较,获得了NORSOK规范和API规范公式的适用性原则。     

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。     

海上风机导管架基础钢管桩稳桩平台结构强度分析

海上风机导管架基础钢管桩沉桩施工通常需要专门的稳桩平台辅助进行。结合作业工艺要求、海洋环境条件和相关规范,对钢管桩稳桩平台进行结构设计。采用SESAM软件和ANSYS Workbench软件分别对稳桩平台整体结构强度和吊耳局部结构强度进行计算分析,并根据规范对计算结果进行评估。结果表明,稳桩平台整体结构强度和吊耳局部结构强度均满足规范要求。该计算分析方法同样适用于海上升压站导管架基础、海上单桩基础稳桩平台或其他类似导管架结构的强度评估。     

导管架靠船墩结构选型与影响因素分析

导管架墩台结构作为一种透空式轻型码头结构,尤其适用于复杂的外海深水环境。针对导管架结构形式多样和合理选型的问题,依托舟山市册子岛30万吨级原油码头工程,开展了导管架靠船墩的结构选型研究,并分析了结构布置因素对优选的导管架靠船墩的性能影响。分析结果表明,X形导管架结构的力学特性最优,而两种K形结构的经济性最优。结合外海深水码头的受力特征,优选X形导管架结构。同时,该优选结构的影响因素分析表明,支撑层数和背海侧腿柱斜度对结构性能影响较大,而支撑层间高度对水平刚度影响较大而对承载能力影响较小,需要结合导管架结构和下部桩基承载和变形要求优化参数配制。     

隔水导管支撑井口平台关键技术

为经济有效地开发边际油田，提出一种利用隔水导管及表层套管组成的复合结构进行承载的新型简易平台形式。以渤海某边际油田开发为例，从灌浆连接强度、复合桩竖向承载力、复合桩变截面对p-y、t-z、Q-Z曲线的影响以及简易平台钻井工况等4方面重点分析隔水导管支撑井口平台与常规导管架结构设计的不同之处；结合规范对传统设计内容和方法进行补充和改进。结果表明：灌浆连接强度、隔水导管复合桩竖向承载力和钻井工况均可满足规范要求，且在常规隔水导管入泥深度范围内变截面对土壤曲线的影响较小。以上分析为隔水导管支撑井口平台设计提供了新的思路和参考。     

波流作用下海上升压站导管架基础整体静力分析

针对三峡大丰海上风电项目,采用ANSYS有限元软件对导管架结构进行了静力计算分析,并校核了结构强度,计算中对0°波浪入射方向进行了相位角搜索。最后在考虑波流耦合作用下对导管架结构整体进行了静力分析,并得到了一些对实际工程有意义的结论。     

大型开敞式深水码头导管架结构管节点的疲劳分析

结合大连新港新建30万吨级(兼靠45万t)进口原油码头工程,以导管架结构为研究对象,阐述该结构管节点的疲劳计算方法,并计算开敞式码头导管架结构中管节点的疲劳寿命.结果表明管节点的疲劳寿命满足相应规范的要求,可为实际工程设计提供参考.     

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。     

上层建筑铝合金结构尺寸的优化设计

以40m巡航救助指挥艇为例,介绍了如何运用MSC Patran\Nastran程序,用有限元法计算艇类铝合金上层建筑板架结构强度,优化结构尺寸设计。比照规范按钢铝换算进行设计的结构减轻了上层建筑质量,从而减少了造价,改善了船舶性能。     

基于Hilbert-Huang变换的抗冰导管架平台损伤识别研究

渤海海域的抗冰导管架平台每年冬季都会受到海冰作用从而产生严重的冰激振动问题.对冰振危害进行监测与分析是保障冰区现役抗冰平台安全作业和降低冰害损失的重要研究内容.本文针对导管架结构长期处于冰振情况下结构可能存在隐性损伤的问题,采用Hilbert-Huang变换的方法开展结构损伤识别的研究.首先利用通用有限元分析软件ANSYS对冰荷载作用下的导管架平台模型进行瞬态动力学分析,进而对动力响应信号进行Hilbert-Huang变换,得到信号的固有模态函数(IMF)和Hilbert能量边际谱,最后通过结构损伤前后Hilbert能量边际谱的变化构建损伤指标,分析对比不同损伤程度下该损伤指标的有效性,并探讨海冰的冰速、冰厚对该损伤指标的影响.研究工作可以为寒区导管架结构在冰振情况下的损伤识别研究提供借鉴和参考.     

超大型深水导管架总装垫墩的设计

本文针对国内某大型深水导管架结构总装的实际需求,详细阐述了大型深水导管架结构总装垫墩的设计过程。采用ANSYS和SACS有限元软件分析与手工计算相结合的方法对垫墩进行设计和计算。此外,对垫墩强度、稳定性、水泥滑块强度和地基承载力等部分也进行了校核分析。     

导管架平台强度分析

采用有限元分析软件MSC.PATRAN/NASTRAN,对渤西QK18-2导管架平台建立整体结构计算分析有限元模型.根据美国石油协会API（American Petroleum Institute）规范分析确定了平台的环境荷载并进行了荷载组合,确定结构计算分析的主要工况,计算了典型工况下的整体结构应力;并通过对平台整体结构应力状态的分析,找出平台应力幅值较大的管节点进行了强度校核,为导管架平台的结构设计提供了分析方法.     

W10-3平台结构强度与疲劳分析

本文对Ｗ１０－３导管架海上采油平台结构进行了整体静力分析，根据ＡＩＳＣ／ＡＰＩ－ＲＰ２Ａ １７５Ｈ的设计规范对各构件进行了许用应力校核，对结构节点段进行了冲剪应务校核。并对导管架结构进行了疲劳分析和寿命算，计算了关键管节点和典型有初始裂纹管节点的疲劳寿命。为海上采油平台安全运营提供了科学依据。     

随机波浪载荷作用下导管架平台动力响应及疲劳可靠性分析

主要针对波浪载荷作用下导管架式海洋平台结构的疲劳可靠性进行研究.采用Airy线性波浪理论,将导管架结构离散成空间梁有限单元结构;在此基础上采用结构模态分析方法,编程计算了平台结构在随机波浪载荷作用下的位移、速度、加速度和应力随机响应及其概率统计量.导管架结构疲劳可靠性分析建立在频域响应的基础上,假设结构响应的应力范围服从Rayleigh分布,利用结构应力传递函数得到结构应力响应谱,然后利用Miner线性累积损伤准则推导出结构疲劳寿命的概率分布函数,并考虑结构疲劳强度影响系数的随机性,求得结构在随机应力谱下给定疲劳寿命时的疲劳可靠性指标.文中所建立方法可用于导管架式平台结构的疲劳安全评估.     

基于智能设计系统的海上导管架平台结构设计

为应对海上导管架式结构方案设计需求，文章开发了海洋导管架结构一体化智能设计系统的基本功能，并以一个海上导管架平台的方案设计为例，介绍了软件的应用流程和方案成果，可为近似的导管架需求作为参考，也可为后续同类软件设计提供参照。     

应用于崖城住房平台导管架的船舶撞击分析方法

在崖城13-1气田新增的一座平台为四腿导管架的住房平台,要求具有较高的安全性.因此,业主要求设计者在设计中做船舶撞击分析.根据API RP 2A 21版[1]的要求,船舶撞击分析分二部分一是平台在船舶撞击过程中的生存分析;二是撞击后,在平台杆件受损的情况下,平台结构的剩余强度能否抵抗正常操作情况下的荷载.API RP 2A中只给出了要求和部分分析方法,因此,设计者结合以往经验、API规范、OTC的相关论文和SACS(海洋平台结构专业软件)手册等资料总结出一套完整易行的分析方法.本文对此方法进行了全面的论述,并提供崖城导管架的算例.     

结构完整性管理在海洋平台延期服役评估中的应用

结构完整性管理是为保证钢结构从安装到退役全生命周期过程的适用性评价系统。依据结构完整性管理的基本要素数据、评价、策略和程序,对渤海海域某延期服役平台导管架结构进行评估,提出延期服役改进措施和后期服役的监测重点,为延期服役平台的结构评估提供借鉴和参考,具有重要的现实意义和推广价值。     

复合材料夹层板架结构在组合载荷作用下的极限强度研究

随着复合材料船舶建造尺寸越来越大,结构极限强度评估具有重要意义。本文基于后屈曲理论,通过渐进失效分析方法对复合材料夹层板架结构在组合载荷作用下的极限强度展开研究。首先通过与相关复合材料层合板试验及数值仿真结果进行对比,验证了本文渐进失效分析方法的准确性。然后,以复合材料夹层板架结构作为船舶上层建筑并考虑其受力特性,对具有初始缺陷且在轴向和侧向压力同时作用下的复杂受力状态的夹层板架结构进行计算,得到夹层板架结构的首层失效强度以及最终承载能力,并对失效位置做出预报。     

考虑声辐射特性的船舶板架结构动力优化设计

提出了一种基于导纳法和遗传算法的船舶板架结构动力优化设计方法,将板架结构分解成由薄板与梁在相应连接节点处耦合的组合结构,利用其导纳公式推导出带有隔振系统的板架结构在任意位置简谐力激励下的弯曲振动响应,并与边界元法相结合,分析计算板架结构的声辐射特性。数值计算表明,只需取较少的耦合节点即可得到较好的计算精度,避免了大量的有限元计算。在此算法的基础上,使用遗传算法进行考虑声辐射特性的板架结构动力优化设计。为提高优化收敛速度,针对船舶板架结构的特点,选取纵桁和强横梁剖面惯性矩作为设计变量,减少了设计变量的个数,并建立满足构件剖面尺寸搭配关系要求的、经过优选的剖面尺寸方案库,便于获得满足约束条件的离散优化解。一个船舶板架结构的动力优化实例验证了方法的有效性。     

双体采砂船门型架结构优化设计

基于有限元分析软件ANSYS中的优化技术,采用零阶优化方法对双体采砂船门型架结构进行优化设计。介绍门型架有限元模型的建模方法、边界条件的选择等。通过优化门型架结构中各构件的截面尺寸,在满足强度要求的条件下达到了减轻结构重量的目的。