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。     

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。     

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.     

波流耦合作用下导管架平台整体结构静力分析

本文针对三桩导管架的结构和特点,采用有限元分析软件ANSYS对其进行了结构建模和静力计算。基于结构的对称性,计算中采用了三个典型的波流入射方向：0°、45°、90°,每个方向都取最危险的工况,即波流耦合同向。针对操作条件,对导管架整体进行了静力分析计算,得到了一些对工程实践有意义的结论。     

65m水深导管架平台结构优化设计

考虑具体的海洋环境条件,依据API RP 2A-WSD规范,初步设计地处南海的65 m水深井口平台的导管架结构,对导管架结构进行安全校核。确定导管架的结构形式和尺寸,以结构重量为目标函数,API规范要求为约束条件,管径和壁厚为设计变量,采用一阶寻优法对导管架结构进行尺寸优化。     

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。     

基于动力刚度法与离散方案库的船舶板架结构动力优化设计

文章提出了一种基于动力刚度法和离散方案库的船舶板架结构动力优化设计方法。首先把船舶板架结构分解成由多个离散梁组成的组合结构,使用动力刚度法来分析计算带有机械隔振装置的船舶板架结构的固有频率和动力响应;应用等效静力算法计算结构在动载荷下的应力分布。与传统有限元方法相比较,文中分析方法具有计算精度好、运算速度快的优点。针对船舶板架结构的特点,结构动力优化设计选取纵桁和横向构件剖面惯性矩作为设计变量以减少设计变量的个数,并建立满足构件剖面尺寸搭配关系要求的构件尺寸方案库,在方案库中选择惯性矩大于设计变量取值且剖面面积最小的构件,直接得到结构参数离散值。最后通过船舶板架结构的动力优化实例验证了文中方法的有效性。     

典型海上升压站导管架基础施工技术探讨

海上升压站在风电场中起着升压功能,将所有风机发的电汇聚并对外输送至陆地,升压站基础为上部组块提供牢固根基,保证上部组块各设备正常运行。基础形式主要为导管架结构,不同导管架结构类型具有不同的施工技术,对导管架基础类型与施工技术的研究具有重要的价值。文章主要从升压站导管架基础类型分类以及对应的施工技术进行研究,并对不同的施工工艺技术进行重点对比分析。随着海上风电场向深海发展,不受水深限制的后水下桩型导管架基础优势越来越明显。基于其施工工艺特点,文中重点对其导管架调平与水下灌浆施工工艺提出优化建议,对后水下桩型导管架基础施工技术发展提供借鉴意义。     

舰船复合材料夹层板架结构的分级递进优化设计方法

由于复合材料板架结构具有各向异性、界面复杂及可设计变量众多等特性,因而在开展优化设计时往往困难重重。对此,采用分级递进优化设计方法。以某型舰甲板室舷侧复合材料夹层板架结构为对象,首先根据工程实际并结合复合材料板架结构的设计特点,提取所有可设计变量,并在此基础上分析所有设计变量的灵敏度特征规律;然后,对该夹层板架结构进行两级优化计算与分析;最后,对优化前后的计算结果进行对比分析。研究结果表明,分级递进优化设计方法能有效解决复杂的复合材料板架结构多变量设计问题。     

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。     

船首外飘砰击强度评估方法

通过分析三维板架入水砰击的结构动力响应,引入等效静力系数,建立板架结构入水砰击的等效静力分析方法。系统地改变计算参数,分析了冲击速度、入水角度、网格尺寸、边界条件等因素对板架应力峰值和等效静力系数的影响,进而提出了一种评估船首外飘结构砰击强度的方法。该方法可以反映砰击载荷作用下局部板架的动态效应,又避免在单纯利用板架模型评估时,板架边界设置对应力响应峰值的影响。     

一种基于板架模型的三体船连接桥结构瞬态砰击响应的分析方法

三体船连接桥的砰击问题一直是水动力领域的难点问题.为有效减少砰击载荷作用下动态响应峰值的计算量,本文基于板架模型,提出一种借助等效静力系数的三体船连接桥结构的砰击响应分析方法.首先,通过对三维板架结构进行入水砰击的结构瞬态响应分析,将直接积分法和模态叠加法两种方法进行比较分析,选取更合适的方法进行动力响应计算;其次,通过改变计算参数,分析了边界条件和时间效应对板架应力峰值和等效静力系数的影响;最后,与三体船分段模型的计算结果进行对比,验证了借助简化模型得到等效静力系数法的可行性.本文的计算结果及相关结论能够为后续准确分析连接桥局部结构的砰击响应、合理关注连接桥的高应力位置及屈服强度的评估提供参考.     

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.     

板架结构的振动噪声研究

本文以舰船板架结构为研究对象，应用流体界元法和结构有限元法进行振动噪声计算分析，计算分析了板架结构参数：板厚、边长比、加肋方式、边界条件以及阻尼方式等与板架结构的振动噪声关系，研究结论对分析舰船的振动噪声有一定的意义。     

基于CFD的网架式网箱浮架结构波浪载荷计算方法研究

深海网架式模块化渔场是一种新型的海上渔场养殖平台,网箱浮架结构在海浪中的波浪载荷是该平台设计研究中的关键环节。在应用Morison方程计算网箱浮架结构的波浪载荷时,浮架中的球体与管结构的连接形式会对周围的流场产生影响,而且Morison方程中水动力系数的选取在考虑粘性影响方面存在不确定性。论文尝试应用CFD方法计算球管结构水动力系数,并通过Morison方程对网架式网箱浮架结构的波浪载荷进行计算分析,然后将它与CFD数值模拟得到的浮架结构波浪载荷计算结果进行比较。研究表明,采用CFD与Morison方程结合的方法能够较好地计算网箱浮架结构的波浪载荷。     

矮塔斜拉桥索鞍静力分析

结合一座矮塔斜拉桥设计、整体计算情况,为研究骑跨式索鞍局部受力状况,采用三维有限元软件建立矮塔斜拉桥索鞍区有限元模型,选取整体计算中最不利荷载进行静力分析,得到了桥塔索鞍区混凝土和索导管应力分布状况,分析索鞍处混凝土应力规律,对索鞍锚固区设计方案进行综合评价,并提出改进建议。     

弧形闸门薄板板架计算的新方法*

弧形闸门结构强度高、结构简单、操控方便,在国内外水利工程中得到广泛应用.弧形闸门属于空间板架结构,计算方法采用有限元方法和平面体系结构力学方法.从经典板壳理论着手,分析具有纵横加强的板架强度问题,利用奇异函数精确定位各梁的位置,推导出静力平衡微分方程,提出了弧形闸门的薄板板架计算新方法,并与有限元计算结果和平面计算结果对比,探讨该方法的可行性和计算精度问题.     

基于不同模型的艉轴架结构固有振动特性分析

论文针对艉轴架结构的固有振动特性展开分析,分别采用梁单元模型、实体单元模型以及流固耦合模型对艉轴架结构的振动特性进行仿真分析,并与规范计算方法进行对比分析以探讨不同模型的实用性。研究表明,相比梁单元模型和实体单元模型,采用流固耦合模型方法能更好地预报艉轴架结构的固有振动特性。     

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.