海洋平台塔型井架结构强度计算与试验分析

以某7 000 m海洋钻机为例,根据相关规范设计塔型井架结构,为验证井架结构的可靠性,采用专业结构分析软件SAFI对井架结构进行强度分析,对井架在出厂前进行最大静钩载试验,试验采用应力应变试验方法对主要构件进行应力应变测试,有限元分析结果和应力测试结果表明井架结构能满足强度、刚度和稳定性的要求,井架结构设计合理、强度可靠。     

南海某平台修井机井架强度评估

海洋钻修井机在使用中,由于腐蚀、疲劳、过载等因素影响,部分设备或整机会出现不同程度的损伤缺陷,这些损伤缺陷使钻修井机井架的性能低于原设计,需对在役井架进行强度评估。采用超声波测厚仪,对南海某平台修井机井架杆件厚度进行测量,据此建立井架有限元模型,设定10种工况组合对井架进行强度分析。后对该井架进行应力测试,根据测试结果计算其强度系数。分析结果表明,不满足规范要求,需要降级为C级。有限元分析结果与应力测试结果相互支撑,分析结果准确可信。     

海洋修井机总体设计浅析

跟陆地修井机相比,海洋修井机的主要配置基本相同。海洋修井机除了工作在潮湿、高含盐这样一个特殊的环境下以外,还存在诸多不同,一些问题需要在总体设计中予以关注。针对海洋修井机在总体设计过程中应注意的一些要点进行分析,如修井机在平台上的总体布置原则、修井机与上部组块的主要接口、井架开门形式、修井机避让问题、BOP系统配置要求和FGAS系统设置等,为海洋平台修井机总体设计提供一些借鉴。     

乐东15-1气田平台钻修井机结构设计

乐东15-1气田HXJ 180型海洋钻修井机是由中国海洋石油总公司自主研发设计的南海油气田第一个可搬迁式海洋钻修井机项目,该项目提高了海洋钻修井机的整体技术经济性能.通过介绍该海洋钻修井机结构的主要特点和设计方法,为大型海洋钻修井机的结构优化设计提供一定的参考.     

冲击载荷下海洋石油平台直升机场结构安全性计算分析

考虑到直升机紧急着陆工况下冲击载荷对海洋石油平台直升机场的作用时最为不利,且该工况下的结构响应复杂的问题,采用ABAQUS有限元软件对其进行动静态分析。结果表明:直升机场结构在冲击载荷静态作用下满足强度要求,结构受力最大部位在直升机后机轮着陆位置,纵向支撑桁架及直升机场固定端位置应力水平较高;常见风、浪环境载荷频率远离直升机场结构自振频率,结构发生共振的可能性较小;在冲击载荷瞬间作用下直升机场结构满足强度要求,应力及变形呈现波动特征。     

中型豪华邮船舱室模块吊运工装有限元分析

针对邮船舱室模块缺少强框架支持和易产生吊装变形等问题，对比4种常见的舱室模块吊装方式，分析在吊装过程中舱室模块容易变形的原因。以某中型豪华邮船舱室模块为例，设计一种吊运工装，利用有限元分析方法，计算吊运工装在不同工况条件下的结构强度和结构变形，并对其进行优化。结果表明，优化的吊运工装其结构强度满足中型豪华邮船舱室模块的吊装需求，可减少舱室吊装变形，提升船厂舱室模块吊装的安全性和高效性。     

侧挂设备安装姿态控制工装的结构设计与优化

针对实船侧挂辅机设备的姿态控制问题,开展侧挂辅机设备安装姿态控制工装的结构设计,制定工装操控性、结构稳定性和调整精度的综合设计目标,利用标准件线性导轨和操控螺纹单元实现控制工装的核心功能,完成工装的稳定结构、设备安装结构、操控装置等组件与装配设计。利用仿真分析方法对工装结构进行优化,分析复杂结构在静力加载作用下抵抗变形的能力、可移动结构在运动过程中的结构稳定性、工装的强度和刚度特性,优化控制工装的组件尺寸和配合形式。依据工装的最优结构尺寸,制造工装样机并进行验证试验。结果表明:控制工装侧挂设备姿态调整的精度可以达到设计目标的要求,工装结构功能可行,操作简单,可实现设备安装姿态调整工作简化。     

发射筒热力耦合场下力学性能研究

发射筒是潜载导弹发射装置的重要组成部分,需要有足够的强度和刚度满足不同发射条件。本文结合实验数据,建立仿真模型,通过静力分析得到压力和结构载荷作用下的变形和应力分布;通过温度场分析得出筒上温度分布及温度载荷作用下应力应变情况;通过热力耦合场分析得到发射筒整体变形与应力分布。结果表明:在气压和结构载荷作用下发射筒最大变形1.5 mm,筒底应力125 MPa;温度场下温度自筒底段至筒体段阶梯分布,热应力作用下最大变形3.5 mm,最大应力317 MPa;热力耦合场下发射筒最大变形4.23 mm,最大应力384 MPa。3种工况下分析结果显示温度载荷是影响发射筒应力应变的主要因素,设计时在筒底圆弧面中心处需要加强。     

单点系泊原油输送装置旋转接头的静力学分析及密封性能评估

为设计某型原油输送装置旋转接头并校核其强度性能和密封效果,先采用传统方法进行计算,然后用有限元法对其进行仿真分析,获得了旋转接头的综合应力云图、变形云图和密封效果图。结果表明,旋转接头的最大应力小于材料的屈服强度,满足使用要求;最大变形量较小,且发生在非关键部位,满足使用要求;旋转接头的密封面贴合紧密,密封效果良好,不会产生泄漏。     

自升式修井平台悬臂梁及支承基座强度分析

对新研制的自升式修井平台悬臂梁及支承基座强度进行有限元计算仿真,得到整体应力分布规律,确定受力较大的部位,并进行现场应力测试实验。考虑到现场测试的不足,使用有限元计算仿真进行包括钻台、悬臂梁及支承基座自重的3种测试工况下整体结构的应力。结果表明,其结构最大应力值均小于钢材许用应力,满足设计要求;对较大应力处的艉部基座应力部位进行结构改进,使其应力降低,提高了整体结构的安全性。     

某型海洋科学考察船舱室噪声控制

为保证某型海洋科学考察船舱室噪声满足设计要求,分析该船主要噪声源,考虑噪声源及传播途径,综合应用吸声、隔声、消声、隔振、阻尼以及通风系统低噪声设计等控制技术,实船测试结果表明舱室噪声满足设计要求,该船舱室噪声控制技术合理有效。     

大型绞吸挖泥船挖岩绞刀切削数值模拟

针对绞刀切削岩石的特点,建立了考虑步进距离和切层厚度的绞刀受力模型,然后分别建立5 000 kW绞刀物理模型和有限元模型。分析了在反刀切削岩石时绞刀的受力情况,绞刀在最大功率时的应力和变形。计算表明,5 000 kW绞刀在设计工况下,最大变形为1.84 mm,最大应力为140.5 MPa,分别满足刚度要求和强度要求,验证了绞刀设计的合理性。     

自升式平台的结构强度计算

自升式平台在海洋石油开发中被广泛应用,为保障平台在各类海况中正常工作,其结构强度是安全评估的重要依据。以渤海海区的自然环境条件为设计背景,考虑风载荷、流载荷、冰载荷和波浪载荷等环境载荷,以及载荷沿横向、纵向和斜向作用时,对平台的结构强度进行有限元分析,计算平台桩腿和主体结构在不同工况下的应力与变形,表明平台主体和桩腿上最大应力发生在风冰载荷横向作用的工况;在横向外载荷的作用下,桩腿靠近泥面的部分和固桩室附近受到的应力大,应进行局部加强;平台主体部分局部载荷较大的甲板区域也应加强;纵向构件必须满足强度要求才能确保平台承载的最大应力。综合计算结果,为该平台结构的优化设计和安全评估提供参考。     

基于实验应力分析的汽车渡船跳板强度校核

针对现有规范并未给出测试汽车渡船跳板实际强度的方法的问题,提出了利用实验应力分析的手段对跳板的关键测点进行应变实测并换算出跳板结构最大应力的方法,对某服役中的汽车渡船跳板在不同工况下强度的实测与校核的结果表明：各工况下结构的最大应力均小于材料的许用应力,跳板强度满足规范要求,实现了对跳板结构真实强度的校核。     

圆沉箱结构优化设计分析

分析了圆沉箱结构的受力特点,通过工程实例对比分析了3种圆沉箱结构的筒壁的内力及变形,并根据内力进行配筋及裂缝宽度验算,结果表明无隔墙圆沉箱结构内力及变形最大,但是在该工程中3种圆沉箱结构均能满足内力配筋及裂缝宽度要求,最后提出圆沉箱设计中应先考虑无隔墙圆沉箱结构,在不满足要求的情况下,考虑其它有隔墙的结构形式。     

地质调查船月池结构局部强度评估及优化

采用直接计算法对地质调查船的月池结构强度进行评估。对调查船全船建立有限元模型,并对月池结构进行细化;考虑月池区域局部载荷最大的工况,利用频域内的三维势流理论和设计波法计算地质调查船在各工况下的波浪载荷,同时考虑各工况下月池结构处井架支脚的支反力,进而计算月池结构在不同工况下的应力响应。参考散货船结构强度直接计算分析指南对月池结构强度进行评估,对不满足许用应力标准的结构给出了优化方案并进行了进一步的校核。结果表明,三维势流理论和设计波法为带有月池结构的船舶波浪载荷的计算提供了有效的技术手段,采用直接计算法所得到的评估结果可为该类船舶的设计开发提供参考。     

自升式平台塔形井架结构强度分析

建立自升式塔型井架的有限元模型,阐述API规范中对井架结构分析的要求,给出井架受到的工况及载荷的计算方法,利用SACS软件对HJJ900-52塔形井架进行结构分析,得到井架结构件的UC值,结果满足规范要求.     

海洋平台复杂结构焊接残余应力高效预测及焊接顺序优化

海洋平台轴承座结构具有焊缝多且分布比较集中、采用多种高强钢、各构件厚度差异大、整体尺寸大、焊缝拘束大等特点,焊接易造成该结构高幅值且分布复杂的残余应力.文中综合应用结构简化、带状热源、焊道合并等多种方法,对海洋平台轴承座结构的焊接残余应力分布进行高效预测;并根据实际尺寸制造模拟件,测试该模拟件的应力来验证计算结果;结合计算结果分析了该结构焊接应力集中区域产生的原因,最终运用高效计算方法优化了该结构的焊接顺序,并改善了该结构中危险焊缝的应力状态.分析结果表明:多构件复杂结构焊接时,小刚度构件在易变形的方向上受到其他焊缝收缩产生的弯矩作用是造成结构局部焊缝应力集中的主要原因,调整焊接顺序可以有效避免局部区域的应力集中.     

海洋平台结构应力实时监测系统研究

海上环境十分复杂,恶劣的海洋环境不利于海洋平台驻定于某些海域,影响其稳定作业和运行。为保证海洋平台的安全运行,有必要对海洋平台在实际工作中结构的应力进行实时监测,以获得各种环境因素对海洋平台结构的影响。以海上风机为例,分析了结构的特点和要求,确定了应力监测系统的组成,并通过有限元分析,得出测点的具体布置位置。参照该研究过程,给出海洋平台结构应力监测系统设计的一般思路,对实际应用具有一定参考价值。     

公共底座对柴油机缸体变形影响的计算

运用ANSYS仿真软件计算不同形式的公共底座的模态以及其对柴油机缸体变形的影响,分析公共底座结构形式的改变对柴油机缸体产生的影响。结果表明:公共底座结构强度变化不大的情况下,模态振型和频率有一定的改变,但均满足使用要求;对柴油机缸体变形的影响不大,同样可以满足柴油机的使用要求。