非粘结柔性立管静态分析

海洋柔性立管因材料和结构上的复杂性在设计分析中存在许多技术难题。本文在变形能原理和能量守恒的基础上,推导出了柔性立管各层的刚度矩阵。将各层刚度矩阵进行叠加,得到柔性立管总体刚度矩阵,并用总体刚度矩阵求解静载荷作用下立管变形响应。同时基于ABAQUS软件建立八层非粘结柔性立管有限元模型,并将有限元计算结果和刚度矩阵计算结果进行比较。结果分析表明：运用推导得到的刚度矩阵求解静态载荷下立管的变形是一种简便且准确的方法。     

含缺陷非粘结柔性软管抗拉铠装层轴向压缩力学性能研究

非粘结柔性软管作为海洋油气田与海上平台连接的重要枢纽,在海洋生产中起着至关重要的作用。抗拉铠装层作为柔性软管的主要承载部件之一,一旦出现失效将对管道系统的完整性产生威胁。因此,明确各类缺陷对抗拉铠装层力学性能的影响机理,并研究抗拉铠装层力学行为规律具有重要的理论意义和工程实用价值。本文采用数值模拟方法,研究含缺陷非粘结柔性软管抗拉铠装层的轴向压缩性能,建立五层非粘结柔性软管轴向压缩有限元模型,分别研究非金属层缺陷尺寸、层间摩擦系数和钢带断裂三种因素对柔性软管轴向压缩刚度和临界屈曲载荷的影响规律。研究结果表明,环空含水率上升引发的摩擦系数减小会显著降低临界屈曲载荷,非金属层缺陷和钢带断裂会显著降低轴向压缩刚度和临界屈曲载荷,因此,在工程中应重点关注环空含水率和各层结构完整性。上述结果可为柔性软管设计和完整性管理提供一定参考。     

串列非粘结柔性立管碰撞影响规律分析

考虑基于骨架层和压缩铠装层各向异性中轴向材料属性,本文研究了串联非粘结柔性立管的碰撞规律影响特性。利用ABAQUS海工软件划分和加密典型八层非粘结柔性立管的最外层外护套层外表面参与碰撞的区域,讨论立管在不同的碰撞速度、管间摩擦系数和管内壁压单因素变量下,碰撞区域沿碰撞方向的应变、应力和碰撞力的时程曲线特性,总结对非粘结柔性立管碰撞影响规律。同时,对比单层立管与非粘结柔性立管的碰撞过程发现,两者都发生了多种碰撞行为,其中第一次碰撞过程最为剧烈。三个单因素变量对非粘结柔性立管的碰撞规律特性有不同影响。就立管的碰撞速度而言,在第一次碰撞过程中,碰撞力随碰撞速度的增加而增加,应变和应力呈现先增大然后减小的趋势;随着管间摩擦系数的增大,碰撞过程中应变和应力呈先减少后增加的趋势;碰撞中应变和应力随管内壁压的增加而增加。     

基于OrcaFlex的海洋柔性管水动力分析

柔性管水动力分析的准确性与保守性直接影响着其疲劳性能计算。文章针对一种非黏结性柔性管,通过OrcaFlex对其进行整体水动力分析,得到载荷曲线;并通过波浪筛选提取典型波浪工况,将其施加到OrcaFlex分析模型中,得到了柔性管各位置处的载荷响应;最后提取了柔性管的最大弯矩和拉伸力数据,为下一步疲劳性能计算提供了数据支持。     

压力载荷下非粘结柔性立管应变影响因素分析

基于Abaqus/Explicit准静态和质量放大方法研究了一类典型非粘结柔性立管在压力载荷作用下应变响应特性,对影响立管整体轴向延伸率和绕轴向扭转角度的因素进行了分析。数值模型计入金属层实际截面形状、铺设角度以及几何、接触、材料非线性。计算结果表明：数值解与理论值吻合较好;立管端部边界条件对轴向延伸率影响不大但对绕轴向扭转角度影响较大;抗压铠装层为径向压力主要受力构件,其铺设角度虽然对压溃性能不大,但在应变分析中不可忽略;拉伸铠装层铺设角度对应变影响同样较大。文中数值方法可弥补理论方法限定在小位移、小变形范围,无法计入层间摩擦、材料非线性及初始制造椭圆率等缺陷。     

缓波型柔性立管构型优化及敏感性分析

针对缓波型柔性立管存在的波型较陡和浮子段张力较大的问题,对其进行优化,将单波构型优化为双波构型,运用集中质量法对改进前后的2种结构形式进行分析,确认双波构型在静力和动力响应下的张力及弯曲特性更优。在此基础上,对双波型柔性立管进行敏感性分析。在静力状态下,悬挂点和第2段浮子段末端对浮子段间隔和浮子段长度敏感;在动力响应下,悬挂段到第1段浮子段的张力变化和最小弯曲半径对浮子段间隔和大悬挂角非常敏感。研究得到的敏感性参数结论可作为缓波型柔性立管总体布置设计的参考。为提升缓波型柔性立管的性能,可合理增加浮子段与浮子段的间隔和悬挂角,但同时要满足规范的要求,避免关键部位动力响应过大。     

柔性立管构型研究及总体分析

柔性立管是一种重要的立管形式,由于其在恶劣环境条件下具有优越的性能在海洋油气田开发中得到广泛应用。针对目前主要应用的立管构型进行介绍,并进行了深入对比分析。依托某油田开发方案设计,基于集中质量模型,利用Orcaflex 软件建模,对不同立管构型进行时域动态分析,得出立管最大有效张力、最小有效张力以及最小弯曲半径等数据,推荐适应目标油田的立管构型。     

层间粘结性能对沥青路面抗剪强度的影响

比较了不同改性剂掺量的SBS改性沥青的技术指标,并采用直剪试验和45°斜剪试验比较了其作为层间粘结材料的抗剪强度,提出了抗剪强度高且适于施工的改性剂掺量;同时比较了粘层沥青洒布量为0、1．2、1．5、1．8、2．1kg／m^2时的抗剪强度,提出了1．8kg／m^2是层间最佳的洒布量。用GTM试验法比较了沥青路面结构在热接、冷接状态时的层间抗剪强度。     

挠性接管安装工艺对系统振动传递影响试验研究

为了解挠性接管安装工艺状态对机械隔振系统振动传递特性的影响,选取某型船舶上典型的管路系统及挠性接管为研究对象,采用二分法进行了挠性接管不同安装工艺偏差对系统振动传递特性影响的试验研究。结果表明,在一定安装工艺偏差范围内,船体结构振级、马脚下部振级、挠性接管远设备端振级变化不大,在安装过程中应控制挠性接管工艺参数在规定偏差范围内。     

The hydraulic performance and structural integrity of A-Jack armour layer

A-Jacks are concrete armor units that are used in both open channel and coastal applications.In open channel applications,they are used for bank and toe protection,flow and grade control,bridge pier scour protection,energy dissipation,and habitat.These small units may be fabricated in standard block machines.In coastal applications,A-Jacks are used in breakwaters,jetties,revetments,and habitat development.Coastal units are generally much larger and more robust than the small open channel units.This paper focuses on coastal applications and in particular,combines results on three topics:(1)recent hydraulic model studies,(2)alternative fabrication methods,and(3)bundle placement construction methods.Hydraulic models studies were conducted that examined the standard random and uniform placement methods,and also the bundle placement method.In bundle placement,3~20 A-Jacks are banded together,lifted with a spreader bar,and placed as a single crane pick.This significantly decreases installation time during construction.It also provides a more hydraulically stable placement technique.The hydraulic model tests examined the bundle stability in random waves for cases where the binding remains in tack and is removed.The geometry of A-Jacks enables a variety of fabrication techniques.One option is to fabricate the A-Jacks as two pieces using flat forms and then grout the two pieces together.Flat forms may be used in conventional block machines for A-Jacks sizes up to 1.3 m.Larger sizes may be wet cast in flat forms or gang forms.The A-Jacks geometry has been recently modified to increase grouting efficient and strength.Large A- Jacks may also be cast in a single piece using "clam shell" type forms.     

柴油-LNG双燃料船储罐附管天然气泄漏后果分析

利用Neptune软件,对某一典型柴油-LNG双燃料内河散货船LNG储罐附管发生天然气泄漏及火灾风险进行了研究。计算了储罐附管天然气泄漏后的浓度范围和泄漏后发生火灾的概率,预测了火灾事故的损害半径,对柴油-LNG双燃料散货船储气罐附管天然气泄漏后避免或减少火灾事故具有一定的参考意义。     

锚拉板式索梁锚固结构构造参数分析

鉴于锚拉板式索梁锚固结构受力复杂、应力集中等问题,以厦漳跨海大桥南汊主桥Z12锚拉板式索梁锚固结构为例,采用ANSYS有限元软件对锚拉板式索梁锚固结构进行构造参数分析。结果表明,增大板厚、加长剪切剪焊长度以及增大塑性区半径均能改善应力集中状态,但以增大塑性区半径最为明显。     

17000载重吨油船结构疲劳分析的快速估算方法(英文)

Fatigue cracks and fatigue damage have been important issues for ships and offshore structures for a long time.However,in the last decade,with the introduction of higher tensile steel in hull structures and increasingly large ship dimensions,the greater attention should be paid to fatigue problems.Most research focuses on how to more easily access the fatigue strength of ships.Also,the major classification societies have already released their fatigue assessment notes.However,due to the complexity of factors influencing fatigue performances,such as wave load and pressure from cargo,the combination of different stress components,stress on concentration of local structure details,means stress,and the corrosive environments,there are different specifications with varying classification societies,leading to the different results from different fatigue assessment methods.This paper established the Det Norske Veritas(DNV) classification notes "fatigue assessment of ship structures" that explains the process of fatigue assessment and simplified methods.Finally,a fatigue analysis was performed by use data of a real ship and the reliability of the result was assessed.     

多领域统一建模技术在管路分析中的应用与发展

管路分析在液压(或气动)传动系统设计中占有越来越重要的位置,不但有助于液压系统中各元件的布置设计,还可以对管路中的压力分布和脉动进行分析,从而为减少液压系统中的振动、冲击和噪声。多领域统一建模技术为复杂管路的机、电、液、控耦合系统建模与分析提供了新方法,也为管路分析与设计提出了新挑战。本文首先对基于Modelica语言的多领域统一建模技术进行简述,重点综述了基于Modelica语言的多领域统一建模技术在管路分析中的应用概况,在此基础上给出了管路分析的未来发展趋势。     

沥青面层结构参数对倒装路面结构非线性响应分析

级配碎石过渡层能有效防止或减少半刚性基层反射裂缝,改善沥青路面排水条件,但级配碎石模量低,具有非线性应力应变特性,将其作为过渡层置于沥青面层与半刚性基层之间,会改变原路面结构应力状况。通过使用非线性路面设计程序,从沥青面层厚度、模量两个路面结构参数分析路表弯沉值、面层及半刚性基层层底拉应力、土基顶面压应变等控制指标。归纳总结沥青面层厚度以及回弹模量变化对路面各个结构层的拉、压、剪切等力学响应规律,对倒装结构组合设计具有重要的参考价值。     

Analysis of structure-borne noise in ship cabins using a floating floor with an inserted viscoelastic layer

A numerical model was developed for a floating floor with an inserted viscoelastic layer to predict the structure-borne noise (SBN) in ship cabins. In cabins, high-density mineral wool is usually used as an impact-absorbing material. The theoretical model consisted of multipanel structures lined with high-density mineral wool. The predicted results for SBN when a floating floor with an inserted viscoelastic layer is used were compared with the measurements done on a cabin mock-up. Various floating floors with inserted viscoelastic layer structures were studied, and the effects of variations in the thickness, density, and fiber direction of the high-density mineral wool were investigated. Comparisons of the predicted results and the experimental results showed that the developed model could be an effective tool for predicting SBN in ship cabins.     

浅谈初稳性高在油船共同结构规范疲劳分析中的应用

对比初稳性高(GM)的取值方法在油船共同结构规范(CSR-OT)和协调版共同结构规范(CSR-H)中的差异,分析初稳性高与船体构件疲劳寿命的关系:初稳性高与船体构件疲劳寿命负相关。统计分析不同船型的实际初稳性高与规范缺省计算值的差异,对于B/D较小的"窄高型"油船,装载手册中经修正的初稳性高与规范缺省计算值的差异较大。通过某"窄高型"巴拿马最大型油船计算案例说明,选择装载手册中经修正的初稳性高可显著提高疲劳寿命计算结果,从而简化节点设计或减小构件尺寸。     

压力集中型预应力锚索剪应力有限元分析

在详细分析压力集中型预应力锚索结构特征基础上,利用有限元软件进行模拟和分析该种锚索受力特征。在分析中采用整体式初应变方法来考虑混凝土和钢筋(即将混凝土和力筋划分为不同的单元来考虑),而预应力的施加是通过给锚索单元一个初始的应变。通过分析得到锚固段剪应力的分布特征,它主要与锚索弹性模量、灌浆体弹性模量、灌浆体半径、锚索半径、灌浆体泊松比这几个参量有关。最后,为了便于工程直接应用,综合以上几方面的影响因素给出压力集中型预应力锚索计算锚固段剪应力的理论公式。