自升式海洋平台桩腿升降缓冲分析

自升式海洋平台在升降桩腿时,平台和桩腿随着波浪上下波动,当桩腿底部接近海底时,将会与海底碰撞,造成冲击,破坏海洋平台的结构．对冲击过程进行分析,提出了有效的解决方案,缓冲碰撞产生的冲击力,提高了海洋平台的可靠性．     

浅谈自升式海洋钻井平台桁架式桩腿设计建造

介绍了自升式海洋钻井平台的关键受力部件桩腿。对桩腿的结构、设计、升降设备对桩腿的要求、DSJ300船型桩腿受力载荷工况、材料要求、焊接要求、桩腿建造要求等各方面进行阐述、分析和总结。结合DSJ300桩腿的建造施工,提出桩腿建造设计、施工要求。对进一步提升钻井平台的整体安全可靠性,提高平台建造技术,具有参考意义。     

海洋石油平台水下夹桩器压块齿接触有限元分析

水下失桩器是一种广泛应用于海洋石油平台建设的液压失具。水下失桩器压块齿夹持导管架,提供很大的夹持力。在水下夹桩器压块齿设计中应用增强拉格朗日算法对失桩器压块齿接触问题进行有限元分析。建立了压块齿和铜桩接触有限元模型,利用ANSYS软件完成了接触计算,获得压块齿顶接触压力厦其挤压变形等结果。并将该结果与理论计算结果进行了比较,设计结果满足工程要求,为改进和优化结构提供了依据,节省了分析计算时间。     

自升式海洋平台固桩架结构的疲劳分析

针对海洋平台结构,传统的疲劳分析方法是采用应力校核．按照现有材料试样疲劳特性,运用经验公式,在大量简化基础上进行计算的方法,通常得到一个可行的、但不是最简便的疲劳分析方案。文中以某300英尺自升式海洋平台的固桩架为研究对象,在nSoft疲劳分析理论的基础上,运用计算机模拟试验法,估计固桩架构件的S-N曲线;在固桩架工作的时间历程里,确定其载荷谱块,进行寿命预测,为设计人员对类似结构的设计,估计其安全性提供了一定的参考价值。     

基于模态柔度与有限元模型修正的海洋平台结构损伤识别研究

结构模态特征的改变直接揭示了结构的损伤,基于模态柔度较频率、振型对结构损伤的识别更为敏感的特点,文中提出了一种基于模态柔度和有限元模型修正相结合的结构损伤识别方法.文中以某海上导管架平台为例,在设定的3个损伤样本下建立了导管架21-DOF测试模型,获得该模型低阶结构模态参数,通过模态柔度差的方法进行结构损伤层定位;然后...     

基于遗传算法的海洋平台损伤诊断

海洋平台结构在环境因素下可能出现局部破损,提出一种快速诊断结构损伤的损伤探测方法,而遗传算法因其方法简单及较强的鲁棒性成为近年来发展较快的一种全局优化方法。以海洋平台实测的固有频率和振型为诊断依据,将海洋结构的损伤诊断归结为优化问题,采用遗传算法进行优化搜索。考虑到平台结构刚度的方向性,针对测量噪声和海洋平台模态的特点,提出了一种修正的目标函数作为遗传算法进行损伤诊断的适应度函数。数值模拟和物理模型试验结果表明,该方法能够准确地诊断出导管架海洋平台结构的损伤,改进了进化搜索的鲁棒性,提高了海洋平台结构损伤诊断的可靠性。     

自升式钻井平台桩腿组焊过程控制

分析200英尺自升式钻井平台中桩腿的特点,结合齿条板和半圆板的材料特性制定桩腿的组焊工艺,指出桩腿焊后检验重点和焊工资质要求。     

海上风电安装船桩腿风浪流耦合有限元对比分析研究

桩腿是自升自航式海上风电安装船的关键部件,可使主船体升离海平面获得平稳可靠的风机吊装环境。通过对桩腿底部两种约束模型在风暴自存和正常工作两种工况下进行静态分析,对比两种约束模型在0°、45°、90°、135°、180°五种浪向角下的位移和弯矩情况,获得风机平稳安装的相对安全浪向角和约束模型。结果表明：在风暴自存工况和正常工作工况下,桩土耦合模型的位移和弯矩最大值均比刚性固定模型的结果稍大,但影响不明显,且刚性固定模型和桩土耦合模型的最大弯矩均出现在桩腿底部。在风暴自存工况下,刚性固定模型和桩土耦合模型在浪向角为45°、90°、135°时的位移较大,在浪向角为0°、180°时的位移相对较小;在正常工作工况下,刚性固定模型和桩土耦合模型在各个浪向角下的位移较小。可见,风暴自存工况下应保证在随浪或迎浪环境下安装风机,并在采用刚性固定模型进行计算时可适当加入一定的安全系数用于考虑桩土耦合效应。     

海洋石油平台水下夹桩器压块齿结构优化设计

水下夹桩器是一种广泛应用于海洋石油平台建设的液压夹具。水下夹桩器压块齿支撑导管架,提供很大的支持力。在水下夹桩器压块齿设计中引入基于有限元分析的优化设计过程,完成了压块齿的结构优化设计。阐述了基于有限元分析的优化模型建立,利用ANSYS软件完成了优化计算,得到了优化结果,并将该结果与理论计算结果进行了比较。分析结果显示,将基于有限元分析的优化技术应用于水下夹桩器压块齿的设计是一种有效的方法,优化后的结构特性与受力状况得到改善,设计结果满足工程要求。     

水下夹桩器卡环连接结构接触有限元分析

使用ANSYS软件数值模拟对卡环连接结构的接触问题进行了受力分析,阐述了基于有限元分析的接触模型建立,获得接触部件实际工况下的应力及其变形等结果,满足了工程要求,说明采用非线性有限元法节省了分析计算时间,为卡环式连接结构的优化设计及制造提供了理论依据。     

多轴随机应变加载下铝合金缺口件有限元分析及寿命预测

在应变控制下对7075-T7451铝合金实心棒带U型环状缺口试件进行拉—扭比例、非比例恒幅和随机加载疲劳试验。查明名义剪切应力最大值与轴向应力最大值的下降规律,并用两者最先开始下降时的循环数比值来评估裂纹萌生寿命。利用弹塑性有限元法分析不同加载条件下试件缺口根部的循环应力、应变响应。基于有限元计算得到的应力、应变结果,采用拉伸型多轴疲劳损伤模型预测随机加载条件下缺口试件的疲劳裂纹萌生寿命,计算结果与试验得到的寿命比较吻合。     

压电驱动微泵泵膜振动有限元分析

以压电驱动微泵泵膜为研究对象,分析了压电复合泵膜膜片的弹性曲面微分方程,建立了泵膜膜片有限元数值模拟的模型,对泵模膜态进行了计算和分析,模拟并分析了驱动电压、泵膜压电层半径与泵膜单晶硅层半径之比、单晶硅层厚度、压电层厚度对泵膜位移的影响。所作研究为压电驱动微泵的优化设计提供了理论依据。     

直升机主减机匣有限元强度分析

采用多块组合和单块计算相结合的方法，计算了某直升机主减机匣结构强度。该机匣形状很复杂，双环结构套装。为了减少刚度矩阵的带宽和存储量，把机匣分为十块，且按1－10块次序组合。此结构的另一特点是载荷复杂，拉、压、弯曲和扭转同时分别作用在上端面和两侧发动机输入端，有的分布压力呈余弦变化。经计算该机匣结构合理，安全可靠。     

周边夹持大应变金属薄膜变形特性有限元分析

受侧向载荷作用的金属薄膜可作为一种功能元件用于防止装置超压或实现某些特定的工艺操作,在许多行业被大量使用。几何和材料非线性的特点使得解析计算非常困难,目前其设计和制造主要依赖于实验。文中采用MITC4(mixed interpolation of tensorial components)壳元基于T.L．(Totoal Iagrange)列式,对普通和开有透缝的二种结构形式的金属薄膜进行有限应变弹塑性有限元分析。通过与实验结果的比较,得出如下的结论,①普通膜的高应力应变区位于极顶附近约1／3口径的区域,应力梯度自周边向内不断减弱。②极顶挠曲高度随加载呈弱“S”形的规律变化。③随加载,横向塑性应变的变化过程可以划分为缓慢增加段、过渡段和快速增加段3个阶段,阶段的2个分界点为pa/so≈530MPa和880MPa。④透缝膜高应力应变区位于内圈终止小孔孔桥间的边缘局部区域。⑤存在一个重要的数群pa/(s0b),不同d时最大等效应力相对于该数群具有十分相近的变化规律。     

小冲孔试样高温蠕变损伤的有限元分析

基于小冲孔蠕变试验,建立1Cr0．5Mo耐热钢小冲孔蠕变试样的有限元模型。应用改进的K-R蠕变损伤本构方程,分析在550℃、恒载荷条件下的试样中心挠度、应变等随时间的变化规律以及试样蠕变损伤的发展与断裂过程。计算结果表明,整个试样的损伤在中心位置比较严重,且呈现明显的局部化特征;试样的失效首先发生在下表面上,离试样下表面中心约0．8mm,这与试验观察到的试样颈缩部位完全一致。     

缩口过程的刚塑性有限元分析

考虑到材料应变硬化和摩擦边界条件等,应用刚塑性有限元法分析窗口过程,得出用不同模角缩口时工件的应力、应变分布和变形情况,讨论了模角对变形力和等效应变速率、静水压力分布的影响。对刚塑性有限元计算的结果与试验结果进行比较,并提出缩口的最佳模角。     

三维多裂纹应力强度因子的有限元分析

多处损伤和广泛分布疲劳损伤是影响军用老化飞机结构完整性的主要因素之一。三维裂纹前缘应力应变场很复杂 ,除个别理想情况外 ,绝大部分迄今为止无解析解。采用三维 2 0节点等参单元 ,运用ANSYS软件 ,对含半椭圆裂纹的半无限大体进行有限元分析 ,得到裂纹前缘各点的应力强度因子 ,通过对计算结果的分析 ,讨论裂纹长度、裂纹间距比、裂纹前缘位置对应力强度因子的影响以及多裂纹之间的相互影响 ,计算结果和手册的理论值比较表明 ,数值结果准确、方法可行     

用有限元法分析焊接变压器的三维磁场

用三维有限元法分析了焊接变压器的磁场分布和损耗分布 ,计算了其性能参数 ,并与试验结果进行了比较。数值模拟是分析和设计焊接变压器的有效手段 ,可作为进一步焊机优化设计的基础     

锌铝基复合材料球形粒子界面力学行为有限元分析

粒子填充锌铝基复合材料的破坏形式主要是界面脱粘及基体中裂纹的形成与扩展 ,研究粒子与基体界面附近的应力场分布情况 ,对分析材料的失效原因有一定帮助 ,对复合材料的设计、制备有指导意义。文中建立含裂纹球形粒子填充锌铝基复合材料有限元计算模型 ,采用线弹性轴对称有限单元 ,计算锌铝基复合材料球形填充粒子在拉压两种情况下粒子与基体界面处的应力场 ,定性讨论界面脱粘、裂纹形成与扩展的力学原因 ,并分析裂纹对应力场的影响。研究结果表明 ,在拉应力场作用下 ,粒子极区的第一主应力、法向应力最大 ,该处易脱粘 ,vonMises屈服应力在偏离极区 45°处最大 ,此处是塑变首先发生的区域 ;压应力场下vonMises屈服应力分布同拉应力场 ,但第一主应力很小 ,法向应力变为负值 ;裂纹对应力场的影响局限在裂纹所在的很小区域内 ,在裂纹的尖端发生应力集中     

汽车钢板弹簧的应力和变形分析

应用有限元法对一种在垂直力作用下的3片式钢板弹簧进行分析,其中应用8节点块单元对板簧进行实体建模,采用接触分析来模拟板簧各片逐渐进入接触的情况。对钢板弹簧的中心螺栓、U型螺栓夹紧和卷耳、吊耳部分的铰链约束进行独特的处理。应用所建立的有限元模型计算板簧的应力分布和载荷-变形曲线。对该板簧进行的实验应力分析表明,应用该有限元模型得到的计算应力和载荷-变形特性与试验结果吻合较好。