水下独立钢桩打桩导向架的受力分析

导向架用于水下独立桩在海上进行插桩作业时的导向及打桩扶正.在吊桩、送桩和打桩施工过程中,导向架会受到多种力的作用,这些力将对导向架的强度和结构设计产生重要影响.在整个施工过程中考虑最长、最重桩对导向架的作用力,分析了导向架每一步的受力情况,并进行了受力计算.所得结果对导向架的强度分析和结构设计具有重要的指导作用.     

水下独立钢桩导向架的结构设计

水下独立钢桩在海上进行插桩作业时,需要水下独立钢桩导向架对其进行导向及打桩时扶正。导向架主要由底座、导向立柱和支撑等组成,主体导向架可直接用于文昌Ⅱ期桩的导向,文昌Ⅱ期有2个导向翼板,其在ROV的引导下落入导向立柱顶部的喇叭形导向口,即在自重的作用下滑入导向槽,达到导向的目的。在西江打桩时需装上钢丝绳滑道组件、移动导向块等。与国外同类产品相比,该导向架结构简单,没有水下打开和闭合等动作,不需要水下液压系统和控制系统。     

单桩腿有限元分析

为保证桩腿在冬季冰区海域的安全使用,对桩腿结构进行冰载荷作用下的强度分析。应用ANSYS软件建立桩腿、地基、冰相互作用的仿真计算模型,实现桩腿的力学分析。对桩腿进行了强度校核,计算出冰载荷作用下桩腿的变形及其应力状态。计算结果表明,桩腿在此冰载荷作用下强度满足安全要求。     

独立桩导向架平行矩形防沉板的极限承载力研究

打桩作业中,独立桩导向架起到导向与扶正作用,导向架防沉板基础的极限承载力关乎到独立桩安装的精度和作业安全性。针对一种适用于深水打桩作业的独立桩导向架,使用API规范计算了其在不排水抗剪强度随深度线性变化的极限承载力; 基于通用有限元软件Abaqus,针对独立桩导向架所使用的平行矩形防沉板基础,探究了防沉板不同间距与宽长比对其承载力的影响。分析结果表明:竖向承载力随防沉板间距的增加,呈现先增大后减小的趋势; 在间距与防沉板面积一定的情况下,增加防沉板的宽度,竖向承载力先增大后减小,适当的增加防沉板间距和调整防沉板宽长比,有利于提高极限承载力。研究结果对深水独立桩导向架的设计、校核有一定参考意义。     

钢纤维混凝土桩基承台三维非线性有限元分析

应用有限元法对钢纤维混凝土桩基承台的非线性性能进行了分析研究。针对钢纤维混凝土的破坏特征，基于混凝土Ｏｔｔｏｓｅｎ四参数模型，建立了钢纤维混凝土强度破坏准则。考虑材料的弹塑性性能，钢筋和钢纤维混凝土之间的粘结作用及裂缝对构件的影响，编制了非线性分析程序。用该程序分析了承台的开裂荷载，极限荷载以及承台中点挠度，计算与试验结果基本一致。     

抽油杆表面椭圆裂纹应力强度因子有限元分析

运用三维有限元法求解抽油杆杆体及接头不同部位表面椭圆裂纹在拉伸载荷下的应力强度因子。采用Ｉｎｇｒａｆｆｅａ方程由裂端２０节点奇异单元位移场可精确、连续地给出应力强度因子沿裂纹线的变化，实验验证表明，运用三维有限元分析所得到的应力强度因子有较高的工程精度。应用此结果，可对抽油杆不同部位的裂纹问题作断裂与疲劳分析。     

曲柄臂加工工艺对曲轴强度影响的有限元分析。

用有限元分析的方法探讨了改变曲轴曲柄臂上斜面加工工艺对曲轴强度等性能产生的影响，分析工艺分别是30°车曲面和32°铣平面。应力分析表明，铣平面方案下的等效应力以及最大主应力相比于车曲面有所增，增幅分别为3．46％和4．77％；模态分析表明，两方案前6阶频率差别不大，除第1阶频率有小幅增大外其他各阶频率均略小于车曲面；刚度分析结果表明，铣平面方案的弯曲刚度和扭转刚度都优于车曲面方案。对于加工工艺角度对车曲面以及铣平面分析结果是否存在可统计的定量规律还需更进一步的研究分析。     

大型圆筒形储罐有限元设计计算

对于钢筋混凝土环梁基础上的大型储罐，当承受液体静压时，罐底板与最底层罐壁板连接处的应力状态十分复杂。文章按弹性地基梁假设，采用ANSYS有限元计算软件提供的双线性杆单元（LINK10单元）等效替代罐底的单向弹性基础，对其进行有限元应力分析，得到了较为精确和直观的计算结果。     

引水压力钢管弧坑缺陷的有限元分析

结合因弧坑缺陷引发压力钢管焊缝开裂的工程实例,采用有限元分析软件Ansys对钢管焊缝弧坑缺陷处的应力分布进行了计算,分析了在单个弧坑情况下应力强度值的分布规律以及在多个弧坑情况下弧坑处应力强度值和应力集中系数之间的相互影响,从而为压力钢管的安全评定提供了力学依据.     

卧式气动下灰车罐体有限元分析

根据卧式气动下灰车的特点,建立了罐体有限元模型,计算得出罐体结构的位移场和应力场,找出了结构的薄弱环节,提出了改进建议,并进行了动态特性分析计算,计算出罐体前10阶的固有频率和模态振型,此分析为该产品设计提供了理论依据.     

海洋平台液压抽油机机架的有限元建模与分析

针对电潜泵在海上稠油开采中效益低的问题,提出了一种新型海洋平台液压抽油机的整体设计方案。运用ANSYS对所设计的海洋平台液压抽油机的机架进行了建模与分析,采用自底向上的建模方法建立抽油机机架的实体模型,进行网格划分得到机架的有限元模型,分析了抽油机机架在不同地基和不同风载情况下的受力情况。通过ANSYS求解分析得出:在弹性地基情况下,上机架顶部的变形较大,更接近于实际工况;在不同风载情况下,最大应力均发生在上机架顶部,均能满足安全要求;有侧向风载时,上机架顶部的变形量最大,应根据常见的风向安装抽油机,尽量使抽油机承受正向风载,以减小风载对抽油机机架的影响。该设计方案为海洋平台液压抽油机机架的优化设计奠定了理论基础。