基于有限元分析的自升式平台桁架腿选型优化设计

桁架腿作为自升式平台最为常见的桩腿结构型式,其拓扑型式、结构形状和构件尺寸设计对平台结构响应有重要影响。针对这一问题．笔者将有限元分析和数值优化方法有机结合,建立了复杂环境下桁架腿结构的多约束条件的优化模型,应用ANSYS优化模块进行求解。优化过程中,针对两层设计变量耦合困难的问题,分层优化方法。为验证优化模型和方法的可靠性,对某自升式平台桁架腿进行了选型优化设计。优化结果表明,本文采用的优化模型和方法简单实用,优化效果显著,为自升式平台桁架腿的概念设计提供了一种有效工具。     

基于有限元分析的自升式平台桁架腿选型优化设计

桁架腿作为自升式平台最为常见的桩腿结构型式,其拓扑型式、结构形状和构件尺寸设计对平台结构响应有重要影响.针对这一问题,笔者将有限元分析和数值优化方法有机结合,建立了复杂环境下桁架腿结构的多约束条件的优化模型,应用ANSYS优化模块进行求解.优化过程中,针对两层设计变量耦合困难的问题,分层优化方法.为验证优化模型和方法的可靠性,对某自升式平台桁架腿进行了选型优化设计.优化结果表明,本文采用的优化模型和方法简单实用,优化效果显著,为自升式平台桁架腿的概念设计提供了一种有效工具.     

自升式海洋平台桩腿结构优化设计

以自升式海洋平台三种典型桩腿形式作为研究对象,采用有限元软件ANSYS对不同桩腿结构进行数值分析,对比分析结果表明倒K型桩腿具有较好的力学性能.通过优化倒K型桩腿结构尺寸使其在保持较好力学性能的同时更具经济性.     

风电安装船桁架式桩腿结构分析与优化

海上风电行业迅速发展,对风电安装船的研究更加值得关注。基于某自航自升式风电安装船,使用Sesam软件建立有限元模型。以安全性、经济性为目标,在倒K型原桩腿型式的基础上,比选K型、X型桩腿型式,分析风暴自存工况及作业工况下3种桩腿构型的结构重量、最大位移、各构件的屈服和屈曲强度（UC值）及抗倾覆能力,得出X型是风电安装船推荐的桩腿结构型式,为风电安装船桩腿选型提供参考。     

拖航工况自升式平台桩腿结构强度计算分析

利用SACS软件对自升式平台桁架形式的桩腿在拖航工况下的结构强度进行有限元分析计算,根据AISC规范校核桩腿强度,分别对桩腿结构中的弦杆间距离、弦杆截面形状、横撑和斜撑的变化对桩腿结构强度的影响进行分析.     

自升式平台板壳式桩腿设计

桩腿是自升式平台的关键部件,其设计强度不仅决定着平台的作业能力和相应环境条件的选取,而且是平台升降系统选型及其主要性能参数确定的重要依据。结合近年来海上风能开发的热点,以目前市场上主流的自升式风电安装平台为研究对象,结合其作业和功能特点,综合平台载荷工况的特征和强度要求,对桩腿截面型式的选取、内部环筋加强结构和桩腿桩靴连接区域结构的设计及插销孔的强度分析等关键技术进行深入研究。得到适用于柱型桩腿设计和强度分析的工程化方法,为此类结构设计提供参考。     

海上自升式移动平台桩腿局部更换实例

<正>桩腿承载着自升式平台的自重和作业载荷,是平台最重要的承载结构。据作业经验,桩腿损伤多发生在插拔桩作业过程中,尤以桩腿桩靴连接处最为突出。本文提及自升式平台是由美国ETA/Robinloh公司设计,日本日立船厂建造的罗布雷-300型非自航自升式钻井平台。     

自升式平台板壳式桩腿设计与建造研究

桩腿是自升式平台的关键部件,其设计强度决定了平台的作业能力及相应环境条件的选取,同时也是平台升降系统选型及其主要性能参数确定的重要依据。本文结合近年来海上风能开发热点,以目前市场上主流的自升式风电安装平台为研究对象,结合其作业及功能特点,综合平台载荷工况特征及强度要求,针对桩腿截面型式的选取,内部环筋加强结构、桩腿桩靴连接区域结构设计及插销孔的强度分析等关键技术进行深入研究。并从建造流程、精度控制及焊接工艺出发,探讨了板壳式桩腿建造工艺,获得了适用于柱型桩腿设计方法及强度分析工程化方法,为此类结构设计提供重要参考,具有实际工程应用价值。     

基于ANSYS的自升式海洋平台桩腿风暴自存工况动态响应研究

桩腿是支撑海洋钻井平台的关键构件之一,它的设计优劣直接关系到整个钻井平台的使用寿命。本课题主要对桁架式桩腿进行强度分析,在已经具有JU200自升式钻井平台的相关技术参数下,查阅相关资料,并基于Airy波和Stokes波理论确定了在风暴自存下的自升式海洋平台桩腿的风浪载荷的耦合载荷。根据桩腿的工况进行环境载荷的计算,确定和简化有限元模型的不同的边界条件,使用了ANSYS有限元分析软件及其参数化设计语言APDL对桩腿进行仿真。探讨研究自升式海洋平台桩腿工作环境载荷模拟的有效性与适用性以及自升式海洋平台桩腿结构响应模型的有效性,这对于安全评估、设计桁架式桩腿提供了一个有效的方法和工具。     

自升式钻井平台倒K型桩腿结构优化设计

综合考虑了风浪流等环境载荷及环境载荷作用角度的影响,运用有限元软件对自升式钻井平台倒K型桩腿结构尺寸进行了优化,并基于优化结果论述了倒K型桩腿结构尺寸及其力学性能随位移约束的变化规律。研究结果表明:不同位移约束下,倒K型桩腿弦杆、横撑杆、斜撑杆及内撑杆的体积比例分别保持在77%、9%、13%及1%左右;而在相同的位移约束下,最大应力会随着作用角度的变化围绕平均应力上下波动,且波动率约为±0.0775%。     

圆柱型桩腿的自升式平台风暴站位分析

以四圆柱桩腿自升式气体压缩平台为例,利用SACS软件对圆柱型桩腿的自升式平台风暴站位工况进行分析,根据AISC规范校核桩腿强度,依据计算结果校核提升系统能力、桩靴承载能力、平台抗倾覆能力等。对圆柱型桩腿的自升式平台设计具有一定的参考价值。     

一种自升式平台桩腿与固桩围阱间的减摩装置

文章以某自升式圆柱形桩腿平台为研究目标。在平台升降过程中,桩腿与固桩围阱之间相对运动会接触产生滑动摩擦,不仅会损伤桩腿外表涂层和表层结构,还会引起船体振动,影响平台电气系统的工作稳定性。针对此问题,仔细分析了现有桩腿与固桩围阱之间的相对运动及结构特点,研制出一种新型结构装置,改变桩腿与固桩围阱之间的摩擦型式。并进行实验及应用可行性论证,得出新型结构装置应用可大幅降低桩腿与固桩围阱之间摩擦损害的结论。     

桁架式海洋平台桩腿管节点焊接工艺研究

管节点的焊接是自升式海洋平台桩腿制造中工作量最大的一道工序,它的制造效率和焊接质量直接影响着整个桩腿乃至整个平台的制造进度和使用寿命,文中选择低合金高强钢EQ56为桩腿桁架的材料,对管节点的焊接工艺进行研究,并结合材料特性给出合理的焊接工艺参数。     

自升式平台的水下检验

自升式平台是具有活动桩腿能够将其壳体升至海面以上的平台,它一般型宽较大,进坞和进出港都不方便,所以一般以水下检验代替坞内检验.自升式平台一般都是非自航的,对于作业于渤海地区的钻井平台,按其桩腿的不同可以分为两种.一种是齿轮齿条升降的桁架式桩腿,一般在其底部有一桩靴;一种是液压插销升降的圆柱型桩腿,这种桩腿底部有一半球形封底板或沉垫.因为平台主体和海底阀可在平台升起后完成检验,所以水下部分只有部分桩腿,及其同桩靴的连接部分,因此对自升式平台以水下检验代替坞内检验是比较经济的.     

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。     

自升式海洋平台桩腿齿条相位差分析研究

RPD是桁架式桩腿两相邻弦杆的垂向位移差。自升式海洋平台在升船、预压升船及预压载等工况下,桩腿RPD值不允许超过其最大可容许值。以一个桁架式桩腿的自升式海洋平台为例,论述了RPD计算原理和计算方法,进行了详细的数值计算,并分析得到桩腿的最大可容许RPD值。论文提供的方法和思路对自升式平台使用者及平台设计人员具有一定的指导意义。     

300ft自升式平台极限工况强度评估

为了评估自升式平台极限工 况下的强度问题,采用有限元分析方法,基于ABS自升式平台结构规范,考虑平台工作载荷、风浪流等环境载荷、P-△效应等,应用谱分析方法确定设计波、设计载荷及设计工况,对平台的桩腿及主体结构进行了强度评估.通过对300 ft自升式平台的有限元分析计算表明:平台整体均满足屈服强度要求,高应力发生在桩腿与平台主体连接处;平台满足整体屈曲稳定性要求,独立构件的局部屈曲发生在桩腿与平台主体连接处.由此,连接部位是平台设计、强度评估需重点关注的.     

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。     

自升式钻井平台进坞方法分析

<正>自升式钻井平台"南海石油931"需要进坞对桩腿和桩靴进行检查、修理。本技术通过在坞内设置砂箱,使自升式钻井平台进坞时,桩腿可插设在砂箱上,避免了桩腿、桩靴和坞底的损坏,并且可使平台沿着桩腿上下移动,方便对桩腿和桩靴的检查和维修。     

漂浮状态下自升式风电安装平台桩腿对接建造技术

现有的自升式平台均在船坞内完成桩腿拼接,但受大桥限高以及码头海域地基承载力不足等影响,自升式海上风电安装平台可能需要在漂浮状态下完成桩腿对接。针对此,开展自升式风电安装平台在浮态下的桩腿对接建造技术研究,给出相应的总体建造方案,在此基础上建立浮态桩腿对接建造工艺,以对后续平台和其他类似的平台建造提供参考。