利用ANSYS程序对导管架典型局部构造进行有限元分析的方法探讨

在绥中36-1、文昌13-1/13-2、东方1-1等油气田导管架的吊点、管节点、裙桩套筒等典型局部构造的设计中,我们利用大型有限元分析程序ANSYS 5.6对这些关键部位的构造特性进行了分析,对这些结构的设计提出了改进建议,并在此基础上总结出一套适用于这些典型局部构造的有限元分析实施方法,以指导今后的导管架局部构造分析工作.     

随机波浪载荷作用下ETMD减振系统对导管架平台振动控制的仿真研究

以在役WZ12-1平台为原型建立导管架平台的有限元模型,将沿导管架桩腿分布的载荷转化为等效节点力进行加载,将桩基的作用用弹簧-阻尼单元模拟,忽略导管架附连水质量的影响进行有限元分析。通过构造ETMD减振系统,设置合适的系统参数,分析了随机波浪载荷作用下有、无ETMD减振系统时导管架平台的振动情况。结果表明,ETMD减振系统能够有效控制随机波浪载荷作用下导管架平台的振动。     

构造形式对导管架平台极限承载力的影响

采用有限元软件ABAQUS对导管架平台进行非线性倒塌分析,计算比较了5种不同构造形式的导管架平台极限承载力。为导管架平台的结构优化设计以及结构整体安全评估提供了科学依据。     

导管架平台的动力分析

介绍了导管架平台有限元动力分析的过程。基于大型通用有限元程序MSC/NASTRAN,对导管架平台结构的动力学特性进行了有限元分析,得到了平台的自由振动特性和结构的动力响应,对导管架平台的设计、建造和安全评估有着一定的参考价值。     

深水海上风机吸力桶导管架基础承载特性

针对海洋深水环境,设计适应70 m水深的四桶导管架结构形式,并在此基础上设计相同高度和主腿斜度的三桶导管架基础。采用Abaqus有限元软件建立导管架结构-吸力桶-土体整体有限元模型,通过对比分析探究海上风电深水吸力桶导管架基础的承载力特性。研究发现：吸力桶与土体的位移一致性程度可反映基础水平极限承载力大小,四桶导管架基础的综合承载特性优于三桶导管架基础;加载高度对四桶导管架基础的水平承载力特性有重要影响,基础水平承载力随着加载高度增加逐渐减小;加载方向对四桶导管架基础水平承载力影响较小。     

300米级深水导管架在南海陆坡区应用的挑战与关键技术研究

基于流花11-1油田二次开发项目以及陆丰15-1、陆丰12-3油田开发项目中3座深水导管架的设计应用为例,分析了国内外深水导管架的应用现状,指出了深水导管架应用于南海陆坡区所面临的恶劣的自然环境条件、复杂的沙波沙脊工程地质条件、大型的上部模块功能需求以及受限的建造安装资源等诸多挑战.针对中国南海300 m级深水导管架在...     

基于ANSYS的导管架立片吊装强度分析

在海洋工程导管架的建造过程中,导管架在分片建造后需进行立片。导管架的分片重量从100～400t不等,因此探索合理安全的吊装方法对提高导管架建造效率,降低材料和工时的消耗具有重要意义。本文通过有限元软件ANSYS17.0模拟了涠洲6-13项目导管架分片的立片方式,探索了较为合理的外力施加方法,整理了在场地吊机直接起吊直径508mm、610mm导管的情况下,吊绳的最大施力范围。通过不同的加强方式吊装重达200t的导管架分片,研讨了吊装大直径、高吨位导管的可行性方案。     

较深水导管架隔水套管悬挂平台的研制及工程应用

由于受到导管架平台顶水平层强度、作业水深、吊高、隔水套管强度、自由站立等因素的限制,东方1-1WHPF导管架首节隔水套管不能直接入泥,需悬挂在导管架上进行首节和第二节隔水套管的组对焊接工作,而导管架顶水平层强度不足,使得海上工程进度受阻,因此需根据其结构特点设计隔水套管悬挂平台,以提高导管架顶水平层强度。通过对东方1-1项目WHPF导管架隔水套管的力学分析及根据导管架EL.+7.5 m水平层强度及结构特点,设计了安装在导管架平台上的隔水套管悬挂平台,并利用ANSYS软件对其进行三维建模,分别对预挂2、3、4根φ762 mm(4节)隔水套管的悬挂平台进行结构强度分析,确定了合理的设计、安装、使用方案。工程应用表明,导管架平台安装了隔水套管悬挂平台后,解决了平台水平层悬挂强度不足的问题,悬挂的隔水套管数量增加到了4根,明显地提高了隔水套管安装作业效率,节约了船天数。     

导管架非节点有限元简化疲劳分析方法

文章以一座已投入使用的导管架平台裙桩套筒的设计为例,详细介绍了复杂非管节点裙装套筒结构的简化疲劳分析方法:首先采用SACS程序对导管架平台在波浪荷载作用下进行结构整体分析,选取简化有限元疲劳分析中所需的荷载工况组、荷载和边界条件,然后应用ALGOR程序建立裙桩套筒的有限元模型,施加荷载和边界条件,并对应力分析输出结果进行后处理得到疲劳分析结果。这种简化疲劳分析方法及其分析结果得到了挪威船级社(DNV)的认可,对导管架平台非管节点,特别是对适度水深和深水导管架的裙桩套筒的疲劳设计具有参考意义。     

基于塑性理论的导管架平台时程地震分析

在导管架平台设计过程中,导管架平台地震分析是其重要环节,特别是在地震高发区,则是影响导管架平台强度的关键。本文对导管架平台塑性地震分析进行了研究,利用塑性设计方法对导管架平台从分析原理、分析方法等方面进行了地震分析。     

内压圆柱壳开孔整锻件补强结构应力分布研究

对内压圆柱壳开孔整锻件补强结构开展三维有限元应力分布研究,并对开孔区的应力分布进行了实验应力测定。结果表明,内压圆柱壳开孔整锻件补强结构有3个高应力区,其中最高应力区在整锻件补强结构内角A点附近,最大主应力44.2MPa,应力集中系数K=3.091;在整锻件补强结构内角A处采取圆弧过渡可以有效地降低应力集中系数;应变片应力测定所得实验数据与有限元计算值吻合较好,验证了有限元分析计算结果的趋势是正确的,但也存在一些误差。     

振打装置螺柱和法兰连接接触模型的有限元分析

利用三维接触单元和预应力单元,通过建立螺柱、螺母的实体接触模型,对振打装置的螺柱和法兰连接结构进行有限元分析,得出该结构的强度和密封性结论。文中涉及的建模及分析方法,对类似的结构分析具有一定的借鉴作用。     

基于要素模型的射线多路径和多值面研究

针对川东地腹褶皱强烈、逆断层发育、高陡构造等实际情况,提出将三维地质建模技术与射线理论相结合,发挥三维地质建模在描述空间拓扑关系的优势,为射线路径提供尽可能准确的地质模型,借鉴基于要素的建模技术,形成了适合于复杂构造的三维地质建模方法,并在此基础上,提出了处理射线多路径和多值面方法。     

装运CB26平台的胜建301驳船支撑结构强度分析

介绍了CB26平台、胜建301驳船的结构;给出了计算所需的船体及上部支座有限元分析的主要参数;用管单元PIPE16、板单元SHELL63和空间梁单元BEAM4建立了胜建301驳船和其支撑的有限元模型。计算结果表明,用胜建301驳船可以安全装载CB26平台。     

流道格栅强度和模态的有限元计算分析

针对某些采用喷水推进装置船舶在流道进水口处安装的格栅被损坏的例子,从静力特性和动力特性两个方面进行分析,找出了格栅被损坏的原因,为流道格栅的合理设计和安装提出建议。     

离散元方法及其在海洋工程中的应用综述

离散元方法(Distinct Element Method, DEM)作为一种适于分析非连续介质力学行为的数值模拟方法,已广泛应用于海洋工程领域。介绍DEM基本原理,基于大量文献调研,归纳总结DEM在海洋工程中的应用现状,包括海洋工程装备与海冰、海床相互作用以及海床冲刷与颗粒运移模拟等方面的应用,并对DEM在海洋工程中的应用发展趋势进行探讨。     

井下封隔器及其零件工作行为仿真研究

采用有限元和计算机仿真相结合的方法,从系统的角度出发,建立了封隔器系统线性及非线性接触有限元分析模型和仿真模型。在此基础上,利用模块化编程的思想开发了封隔器工作行为仿真分析软件,利用这种软件可对不同工况下封隔器零件的工作行为进行仿真分析。以Y341—148型封隔器为例,采用分析软件对封隔器零件应力和位移等参数进行仿真分析,经验证,仿真计算的封隔器各零件应力等参数变化规律与实测结果基本相同,符合仿真计算精度要求。     

基于有限元的封隔器密封性能影响因素分析

选择了能够合理描述封隔器胶筒受力变形的Yeoh模型,通过试验测得封隔器胶筒材料的应力与应变关系,利用MATLAB计算了Yeoh模型的常数。对封隔器胶筒进行有限元分析,得到胶筒压缩距、肩部"突出"以及接触应力随坐封载荷的增加而增加;胶筒肩部"突出"使最大接触应力的作用区域变小,且由胶筒中部逐渐转移到加载端,造成胶筒与套管的接触应力分布不均匀,使胶筒密封的可靠性降低。通过试验得到坐封力与压缩距的关系,验证了有限元模型的正确性。     

无筋砌体墙有限元建模方法研究

采用大型有限元软件ANSYS 8.0,运用不同建模方法对无筋砌体墙进行了计算分析,并将结果与原型试件进行对比。计算结果表明,只要建模适当,采用分层整体式模型能更有效地分析无筋砌体墙受力性能,从而为无筋砌体结构有限元分析找到一种新的数值模拟方法。     

井下钻柱纵向振动特性分析

针对钻柱纵向振动影响钻头寿命和加剧钻柱疲劳破坏的问题,把整体钻柱作为研究对象,建立钻柱振动方程,采用动力有限元方法求解该模型。研究表明,稳定器的数量及尺寸等参数对钻柱组合的纵向振动力影响不大,给出的钻柱纵向振动分析动力学模型和求解方法合理有效。