自升平台驳壳体式桩腿疲劳分析及影响因素

以某自航自升式平台驳的壳体式桩腿为研究对象,建立了桩腿疲劳分析模型。考虑风浪流载荷联合作用,采用SESAM疲劳分析模块结合Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤理论和DNV、API推荐的S-N曲线进行桩腿疲劳寿命的对比分析。并对桩腿疲劳强度的影响因素做了探讨和研究,为壳体式桩腿的优化设计提供参考。     

“自立号”自升式平台延长使用寿命的评估

渤海“自立号”是一座典型的沉垫基础自升式平台,平台寿命已经超过30年,为保证平台未来安全运行,需要对其进行剩余寿命的评估。评估内容包括考虑结构腐蚀的结构强度评估,以及对平台历史和延寿期的疲劳损伤累积评估。本文简要介绍了“自立号”平台延寿的评估过程和内容,供类似工程参考。     

自升式海洋平台升降装置动力分析及疲劳分析

介绍了使用ANSYS有限元软件对平台结构进行静力分析、动力分析和疲劳分析的方法。应用ANSYS软件可以直接对波流载荷作用下的平台进行有限元分析.而且建模简单、计算精度高。本文采用ANSYS软件建立起自升式平台的数学仿真模型,对自升式平台进行了动力响应分析,并且利用动力响应的分析结果得到平台构件的应力范围和循环次数,根据P-S-N曲线计算平台升降装置的疲劳损伤、估算升降装置的疲劳寿命。     

海水塔结构强度分析

提出独立海水塔结构的有限元计算分析方法,运用SACS软件对某自升式风电安装平台的独立海水塔式提升系统的结构进行建模分析,对该桁架式结构在工作工况和拖航工况时的结构强度进行校核,并采用谱疲劳分析方法对该海水塔结构进行疲劳强度分析及评估。本文的方法和结论可为类似海水塔结构的设计、强度计算及校核提供参考。     

基于断裂力学的老龄化自升式平台可靠性分析

对服役的老龄平台进行可靠性评估是非常必要的．为了更好地判定平台结构的疲劳可靠性,依据断裂力学理论,采用一阶二次矩法计算了自升式平台结构的疲劳可靠性指标,提出了年剩余疲劳可靠性指标概念,并通过对某自升式平台结构的计算分析,指出了要延长该平台的结构使用寿命至30年,需在第15年和第26年对其进行2次维修和保护．这种分析方法为服役的老龄平台的维护服务提供了参考．     

考虑船体与桩腿间隙的自升式平台桩腿疲劳寿命评估

以作业水深为76.2m的自升式平台为例,研究桁架式老龄自升式平台桩腿疲劳寿命的评估方法.考虑桩腿和船体之间间隙非线性接触建立整体有限元模型,针对桁架式桩腿弦杆截面为非圆柱截面的特点,提出了其水动力计算和结构应力计算的有效方法.采用有限元方法计算各疲劳子工况下的动力响应,确定应力传递函数及相应的应力谱,预报平台桩腿的疲劳寿命.     

圆筒桩腿自升式平台的疲劳谱分析

应用SACS软件计算圆筒桩腿自升式平台对波浪载荷的整体响应,并评估出疲劳敏感区域,再通过Abaqus软件建立疲劳敏感区域的有限元子模型,通过多层线性简化对疲劳载荷进行预处理,将平台的整体响应反映到子模型中,为疲劳谱分析直接搭建起合理的应力幅传递函数,而非应力传递函数,大幅简化计算过程,节省计算时间,并应用自编程序完成疲劳敏感区域的疲劳谱分析后处理,得到疲劳寿命。应用该方法完成的烟台中集来福士海洋工程有限公司的某在建圆筒桩腿自升式生产平台的疲劳分析报告已通过ABS船级社审核。     

半潜式海洋平台疲劳影响因素分析

在海洋结构物疲劳评估时,频域谱分析法将交变应力峰值分布简单认为是窄带分布,不符合宽带海况特征,疲劳结果往往偏保守。全时域法虽然计算精度高,但整个过程过于耗时,很难应用在实际工程中。本文考虑到时域法和频域法在疲劳评估时各自的缺陷,给出一种时域-频域混合法,运用此方法对某半潜式海洋平台关键节点进行疲劳计算,并分析不同因素对疲劳损伤的影响。结果表明,不同浪向角和短期海况对半潜式海洋平台的疲劳损伤贡献度不同,贡献度大小与评估区域位置有关。所得结论为半潜式海洋平台的疲劳评估提供一定依据和参考。     

半潜式钻井平台水密滑动门结构疲劳强度评估

针对半潜式平台水密滑动门结构的疲劳问题,以烟台中集来福士正在建造的半潜式钻井平台的水密滑动门结构为对象进行疲劳强度分析。建立平台整体三维有限元模型,进行简化疲劳分析,筛选位于疲劳敏感位置处的滑动门开孔,比较水密滑动门开孔处不同的结构模拟方法,对不同结构模拟方式的子模型进行疲劳谱分析计算,得到不同结构形式子模型结构谱分析疲劳寿命,得出较为合理的平台水密滑动门疲劳强度加强方式。     

某散货船底凳与内底相交处热点疲劳分析及改进方案

目前对屈服强度和屈服强度的评估相对较成熟,理论性也较强,结构直接计算方法已经成为评估和校核不可或缺的手段;而疲劳强度的计算在现行规范中现在仍是以经验公式为主。由于对疲劳性能影响的因素很多,在实船的设计计算中难免会出现疲劳强度达不到规范要求的情况,因此考虑使用中国船级社在MSC PATRAN平台的基础上按照IACS CSR-JBP规范开发的软件DSA-JBP,对底凳与内底相交处的疲劳累积损伤进行评估,并据评估结果对超出规范要求的热点区域提出改进方案。     

基于PATRAN环境的自升式平台强度评估程序开发

通过PCL和Fortran语言开发了基于PATRAN的自升式平台强度评估程序MYWORK(Mobility Workbench)。以桁架式桩腿自升式平台为例,基于ABS自升式平台结构规范,通过对平台工作载荷、风浪流等环境载荷、P-Δ效应等的自动加载及对平台桩腿、主体结构的自动强度评估,简要介绍了MYWORK的主要功能模块、分析操作流程及MYWORK的应用。通过MYWORK的载荷预报模块及直接计算模块对某300英尺自升式平台进行了结构强度评估,评估过程及评估结果验证了MYWORK的高效性、可靠性。     

深水自升式钻井平台动静响应分析及疲劳寿命预测

以某桁架式深水自升式钻井平台为研究对象,基于Ansys软件研究平台在波、浪、流耦合作用下的静动力响应及疲劳寿命。考虑风暴自存与正常工作2种典型工况,结合载荷最不利组合对平台船体和桩腿进行强度校核。重点研究平台在随机波浪力作用下的瞬态动力响应和随机振动响应,得到平台受力与变形等响应结果,并基于随机振动响应结果对平台进行随机疲劳寿命预测。结果表明,平台具有良好的抗风浪能力,结构强度与疲劳寿命均满足规范要求,结构最大应力发生在船体与桩腿连接处,为231 MPa;工作寿命超过50年。本文研究方法及分析过程可为不同类型自升式钻井平台的强度校核与寿命预测提供技术参考。     

自升平台桁架式桩腿疲劳分析

以某型自升平台的桁架式桩腿为研究对象,建立了桩腿疲劳分析简化模型,采用谱疲劳分析方法并结合Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤理论和API推荐的S-N曲线,实现对自升平台桁架式桩腿疲劳寿命预测,为此类结构设计人员提供参考。     

基于腐蚀疲劳裂纹扩展的自升式海洋平台桩腿时变可靠性研究

本文研究了腐蚀与疲劳载荷耦合作用下自升式平台桩腿服的可靠性问题。采用ANSYS对自升式海洋平台桩腿结构进行建模,根据平台服役海域的波浪散布图对桩腿结构的工况进行划分,确定浪溅区桩腿结构的疲劳关键节点及其等效应力;以桩腿材料E690高强钢为对象,进行腐蚀疲劳裂纹扩展实验,获得了不同环境下的疲劳裂纹扩展参数;提出了基于断裂力学的浪溅区桩腿关键节点的时变可靠性模型,与采用现有腐蚀模型的桩腿时变可靠性指标进行了对比,结果表明了本文所提方法能有效地反映平台桩腿服役期间关键节点的时变可靠性变化趋势,为平台在服役期间的安全运行与维护保养提供了理论指导。     

LNG船疲劳强度评估及低温影响的讨论

以某LNG船为研究对象,建立三舱段有限元模型,并根据美国船级社薄膜型LNG船体结构疲劳强度指南,基于SN曲线法的疲劳积累损伤原理,分别采用名义应力和热点应力法,对船体典型节点进行疲劳强度评估,同时对计算结果进行分析;讨论低温下材料性能改变对节点疲劳寿命评估的影响。研究表明,采用常温下SN曲线进行LNG船疲劳强度评估是合适的。     

基于倒塌分析法的自升式平台极限承载力研究

自升式平台在作业时承受风、浪、流等环境作用。以CIMC400自升式平台为例,基于非线性倒塌分析法和结构参数的随机分布,对平台极限承载力进行确定性以及可靠性分析,并进一步就构件受损和疲劳、腐蚀对平台极限承载力的影响进行了研究,为这类平台的结构设计提出了一些有益的建议。     

基于设计波法的超大型集装箱船疲劳强度评估

基于BV规范中的疲劳强度计算评估方法,论述了设计波法的基本原理,给出了确定设计波载荷的基本流程和疲劳累计损伤组合计算的方法,并据此对某超大型集装箱船的重点位置结构进行疲劳强度的计算分析与评估。     

自升式海上风电安装船的疲劳分析

具备自航能力的自升式海上风电安装船属于可承载大的离岸工程装备,其船体结构的应力变化范围大,对疲劳强度的设计要求高。分析了无限航区航行运输、停泊场所移动、提升抬起和下降回到海面、抬起状态的波浪载荷、起重操作等5种工况下的疲劳损伤,建立了结构模型并定义了负载条件。计算结果显示,主甲板上的舱口开孔的疲劳强度不满足要求。在开孔周围插入局部加厚板后,经计算证明这些区域的疲劳强度满足要求。     

冰激自升式钻井平台的动力响应分析

由于冰荷载研究的限制,冰区自升式钻井平台尚未形成基于动冰力响应分析的结构设计。为了合理地开展自升式平台结构的抗冰概念设计与安全评价研究,冰荷载下自升式钻井平台的动力响应分析是十分必要的。该文首先分析该类柔性结构在动冰荷载下的动力特性;其次,结合开展的自升式平台冰荷载模型实验研究,明确带齿条桩腿的自升式平台冰荷载作用形式;最后,对渤海某自升式钻井平台在典型冰况下进行冰振动力响应分析。文中的研究对冰区自升式钻井平台抗冰设计及冰振安全评估提供了合理的参考。     

基于谱分析法的单点浮筒疲劳强度分析

为了解单点系泊浮筒的疲劳强度和浪向对其疲劳损伤的影响,基于Miner线性累积损伤理论,采用谱分析法对单点浮筒进行波浪载荷预报和疲劳强度评估,结果表明,关键节点的疲劳寿命满足设计要求;迎浪和斜浪对关键部位的疲劳损伤贡献较大;危险节点在固有频率为1.5 rad/s左右的波浪下的应力响应较大。