极端环境条件下TLP平台的应力校核(英文)

计算校核了某TLP平台垂向肘板在极端环境条件下的应力响应.该垂向肘板为TLP立柱与张力支撑系统(TSS)间的连接件,是TLP平台强度评估的关键部位.根据通用的业界标准,平台的环境载荷计算采用三维线性理论,结构分析使用有限元方法.应力数值计算与处理与实测应变片的位置和方向完全一致.平台在位监测的数据使用FFT技术进行了处理,得到了不同时段统计下各浪向的应力谱密度(RAO).数值计算与平台在位实测对比表明,数值模拟的应力谱密度与实测数据吻合较好,业界的分析方法可以在极端条件下对TLP的关键部位进行有效的强度分析.     

MOPU移位作业智能化管理系统应用

为了提高MOPU作业安全性,对一些关键参数,如水平状态、平台气隙、桩腿位置及入泥深度等进行监控、预警,通过利用数据采集技术,传感器技术,计算机通讯技术、网络视频监控技术和人机界面接口技术,在拖航期间对平台各个状态参数进行监测,使操作人员在使用过程中通过简单操作即可直观、及时、全面、准确地了解平台在拖航、插拔桩、钻修井及采油作业时的位置及状态。分析、改进MOPU作业期间状态监测方法,并应用在海洋石油162平台,结果表明,作业中能够降低人员工作量,增加作业安全性。     

加筋圆柱壳开孔围栏肘板拓扑优化设计

[目的]在水下耐压圆柱壳结构开孔围栏与环向肋骨连接处,易出现应力集中。[方法]为此,提出一种开孔围栏与环向肋骨连接肘板拓扑优化设计方法,以有效降低肘板区域的局部高应力。首先,采用子模型技术对连接肘板区域结构进行精细化应力分析;然后,以连接肘板为设计变量,考虑耐压壳板、围栏和肋骨特征点的应力约束,以肘板区域最大应力最小化为目标函数进行拓扑优化,并对拓扑优化结果进行工程化处理,得到最终的肘板形式。[结果]计算结果表明,面板局部加宽的肘板形式可以有效降低应力集中程度;开孔围栏位置横向偏置时,远离中纵剖面一侧的肘板面板加宽长度较大;连接肘板与开孔围栏中心偏置时,肘板面板关于其腹板对称设计即可。[结论]所做研究可为类似结构设计提供参考。     

FPSO坞修必要性分析

针对FPSO坞修工程,分别从法律法规、初始设计、实际运维状态和生产管理需求等方面,开展FPSO坞修必要性的论证,分析影响FPSO坞修的影响因素,为FPSO坞修提供参考。     

圆管与耳板连接的探讨

基于ANSYS有限元计算,以卸船机大斜撑圆管与耳板的连接为例,探讨管与板连接的设计。对耳板的形状、圆管的端部封盖、耳板的插入深度和应力释放孔的大小以及位置等具体结构和参数的设计进行了分析,并提出了不同于通常设计的应力释放孔的位置。     

半潜式平台总体强度计算和关键结构极限强度计算方法研究

给出了基于ANSYS/AQWA软件的半潜式平台整体强度分析方法,采用逐步破坏分析法和有限元计算方法,计算半潜式海洋平台关键节点和关键构件极限强度。以一典型深水半潜式平台为对象,进行了自存工况和作业工况下8个典型危险波浪载荷条件下的平台整体强度有限元分析,选取应力最大的横撑和立柱局部结构作为计算模型,确定合理的边界条件,通过计算给出了半潜式平台关键节点和关键构件的极限承载力,为下一步平台结构的安全性评价提供可靠依据。     

船坞桩基式坞墙的有限元分析

以双排桩为基础的桩基式坞墙是一种新型的坞墙结构,目前尚无比较成熟的计算理论,一般根据相似结构型式按单锚板桩墙结构、前板桩高桩无梁板式结构及双排桩支护结构等理论做近似计算分析。文中结合温州灵昆船舶修理所的船坞工程,借助于ANSYS有限元分析软件,建立坞墙结构的三维数值模型,根据坞内无水时的使用状态进行加载计算,得到其应力和位移的云图,并对结果进行分析,为类似的工程设计和施工提供了一定的参考依据。     

某散货船舱口围肘板趾端开裂原因及节点优化方案分析

文章首先分析了某46 000 DWT散货船纵向舱口围端部肘板趾端开裂的原因,根据分析结果提出了节点优化方案;采用有限元直接计算的分析方法比较了修改前后节点的应力状况,并进行验证;提出了舱口围端部肘板修复时切割、装配和焊接的要求。研究结果为散货船舱口围板高应力区域的节点设计提供了理论和实船验证依据。     

多用途船绞车、锚机基座及支撑船体结构强度计算分析

建立17 600 DWT多用途船艏部绞车、锚机基座及支撑基座船体结构局部有限元模型,依据CCS规范对基座及支撑基座的船体结构进行直接计算及分析,结果表明,在甲板上浪、锚机基座承受45%锚链破断力及挚链器受80%破断力三种工况下基座及支撑结构强度均满足规范要求,但基座肘板与甲板连接处、锚链筒与甲板连接处及基座腹板下方的船体舱壁处应力较大,分析不同肘板自由边过渡形式对连接处应力的影响,提出合理的肘板自由边过渡形式。     

船舶圆弧过渡肘板节点的屈曲破坏研究

船体构件腹板在连接端部逐渐升高形成圆弧过渡肘板节点,较大的腹板尺寸导致其受弯时易出现屈曲破坏,从而影响船体结构的安全性。以典型圆弧过渡肘板连接的横梁-肋骨节点结构为研究对象,采用极限强度试验与非线性有限元模拟方法,研究肘板节点受弯时的破坏模式、极限载荷以及屈曲过程,讨论肘板臂长、圆弧半径、面板厚度对节点结构屈曲破坏的影响。结果显示:考虑初始缺陷的非线性有限元模拟结果与试验结果一致;根据肘板尺寸的不同,屈曲破坏的位置包括靠近肋骨的横梁腹板区域以及肘板与横梁过渡圆弧处的腹板区域;随着肘板臂长的增加,不同圆弧半径时节点的极限载荷均为先增大后趋于不变;随着圆弧半径的增加,肘板臂长较小的节点极限载荷缓慢上升,肘板臂长较大的节点极限载荷则近似呈线性增长趋势;面板厚度对极限载荷的影响较小,随着面板厚度的增加,极限载荷先缓慢增加后趋于不变。     

基于邻域培植遗传算法的半潜式平台生活楼肘板优化研究

随着半潜式平台的大型化发展,平台生活楼开始参与平台总体变形,在角隅等不连续位置易产生应力集中现象,从而影响平台结构安全。为改善生活楼与主平台甲板连接角隅处的应力集中问题,本文分析了影响生活楼与甲板连接区域危险的波浪工况及应力水平;在应力集中区域,设置连接肘板,并对肘板的尺寸和形状进行参数化建模,基于领域培植遗传算法进行多目标优化求解,分析不同权重比下的优化结果;结合规范要求的典型设计波工况,对优化后的肘板在不同工况下的应力集中改善效果进行评价。本文的相关的优化流程和分析方法可为海洋平台局部结构的优化设计提供一定的参考     

大侧斜螺旋桨强度校核探讨

针对大侧斜螺旋桨复杂的几何外形和载荷分布,为准确解决其强度校核问题,介绍了两种螺旋桨强度校核方法,传统的悬臂梁法和有限元法。前者视桨叶为变截面的悬臂梁,按正车最大航速时的静态负荷来进行校核;采用有限元法在全速正车和紧急倒车状态时计算叶片的应力应变,重点介绍了紧急倒车过程中作用在桨叶上最大水动力载荷的确定方法。最后通过算例分析,比较两种方法校核同一螺旋桨强度的结果,指出有限元法更适合用于大侧斜螺旋桨的强度校核。     

半潜式钻井平台总段吊装强度数值计算

半潜式钻井平台因结构复杂和设备繁多,对建造周期提出了更高的要求。实现总段吊装大型化,提高吊装前的预舾装程度,这对提高生产效率、缩短平台建造周期、降低平台建造成本具有十分重要的意义。应用有限元数值计算分析技术,对吊装状态下平台大型总段的结构响应(应力与变形)进行研究,通过分析各总段构件的结构强度,对吊装方案进行评估,并对平台大型总段吊装提出一些建议和措施。     

深海半潜式钻井平台上部船体极限承载力分析

新一代半潜式钻井平台趋于采用节点少、无撑杆的简单结构外形。由于其在深海作业往往面临极其恶劣的海洋环境,因此平台结构的安全性显得尤为重要。ABS MODU规定要考虑半潜式平台在横撑结构失效后的剩余强度问题。文章基于有限元分析软件Abaqus,采用准静态法计算分析横撑失效后上部船体结构在横开、横关两种载荷模式下的极限承载能力;同时,基于"面积涂抹"技术对模型进行简化,而后计算简化模型的极限强度并对简化方法进行了讨论。研究成果可对新型半潜平台结构设计提供参考,也可为大型结构极限强度计算有限元简化计算提供借鉴。     

“东方二号”放缆平台结构强度有限元分析

“东方二号”勘探船由于实际使用需要,在船尾方向加设一个平台结构供放缆用.由于平台结构需要拖拽测量仪器和承受设备重量,所以需要对平台及相连主船体结构强度进行有限元方法计算分析.本文对放缆平台在实际使用中可能遇到的3种工况进行分析,并得出计算结果.通过数据结果,可以对放缆结构的抗弯、抗剪等强度具有整体的认识和局部细节的把握.结果还表明,平台结构端部及附近区域船体结构强度的等效应力,弯曲和剪切强度均符合规范要求.最后,还对结构提出了优化设计建议.     

船舶尾轴架动刚度的测量及应用

采用实验方法对某舰尾轴架进行动刚度测量,得到了前尾轴架的横向动刚度曲线,后尾轴架的横向和纵向动刚度曲线;分析尾轴架的动刚度曲线,可得到尾轴架结构的固有频率.用有限元方法对尾轴架固有频率进行计算,比较表明两结果吻合较好.建立了船舶轴系的有限元模型,轴架支撑处动刚度用广义弹簧-阻尼器系统进行模拟.进行了在横向冲击载荷作用下考虑支承结构动刚度的轴系横向冲击响应计算.     

长甲板室端部应力集中分析及优选设计研究

针对长甲板室纵向围壁端部与主船体露天甲板交界处的应力集中问题,采用结构有限元数值分析方法,探讨在空间布置受到限制的条件下,应力集中交界处圆弧型肘板臂长、圆弧半径等参数变化对应力分布和大小的影响,并得到降低应力集中系数的圆弧型肘板参数的最佳值。文中根据研究结果,对某艘实船的长甲板室纵向围壁端部与主船体露天甲板交界处圆弧型肘板进行优选设计,有效地降低了该处的应力集中水平。     

深水半潜式平台高压泥浆系统应力分析

高压泥浆系统是半潜式平台的核心系统之一,其工作压力巨大,受到的载荷复杂,为了保证系统的安全运行,本文利用CAESAR Ⅱ专业管系应力分析软件建立高压泥浆系统模型,合理设置载荷工况,通过对加载钻台位移和不加载钻台位移两种情况进行对比分析,校核管线的应力,确保系统安全运行。     

半潜式起重平台拆解作业安全监测系统研究

半潜式起重平台是海上导管架平台退役拆解的主要装备。本文以半潜式起重平台拆解作业安全为对象,研发了一种监测系统。针对其拆解作业过程中的各类风险,开展了监测系统设计需求分析并制定了整体方案;选择适用的传感器进行合理布置,实现了数据的采集与传输。研究了安全评估指标分级划分,建立了以三级报警机制为框架的安全评估体系;监测软件包括户权限管理、数据分析、数据查询、安全报警、监测日报等五大功能模块,实现了安全风险的实时监测和自动报警,可对半潜式起重平台拆解作业进行安全监测。     

舰船燃气涡轮叶片三维热流固耦合应力应变分析及寿命预测

为提高燃气轮机的可靠性、可用性以及可维护性而进行的寿命预估与减损控制研究,需要对燃气轮机的关键零部件进行结构特性分析。对舰船燃气轮机涡轮叶片在紧急升工况载荷谱下的应力应变状态进行了三维热流固耦合有限元分析,针对典型载荷谱计算了涡轮叶片应力应变的变化规律,对涡轮叶片材料进行了控制应变试验,为叶片寿命预测提供了必要的参数。根据应力应变分析结果利用Basquin公式和Manson-Coffin公式计算了2个危险点处的疲劳裂纹起始寿命。并根据分析结果对涡轮叶片进行了寿命预测,预测结果可以作为燃气轮机使用维修的参考依据。