基于腽气QUS／AQUA的深水导管架平台动力分析研究

运用ABAQUS／AQUA中的波流耦合算法模拟分析了较大水深海洋导管架平台在随机波浪作用下的应力变化及振动响应过程，包括海流载荷引起的拖拽力作用和附连水质量惯性力影响。通过大量数值模拟计算，得出了一些有规律性的曲线，为随机波作用下深水导管架动力响应分析提供借鉴。     

深水导管架平台结构动力推覆分析方法

针对动力放大效应明显的深水导管架平台,将非线性动力分析与传统Pushover相结合,提出动力推覆分析（DPA）方法,用于研究平台结构极限承载能力及倒塌力学行为。提出安定状态的概念,作为平台动力倒塌的临界判据,引入动强度储备比和动载比等指标,建立了完善的DPA评估体系。以某深水导管架平台为例,分别从平台极限承载能力、位移响应以及失效模式3个方面对DPA和传统Pushover方法进行对比分析。结果表明：考虑动力放大效应后,基于DPA评估的平台极限位移增大,强度储备有所降低,相比Pushover方法,评估精度更高;DPA与Pushover方法所得到的塑性分布基本相同,载荷动态效应不会改变平台结构的失效模式;DPA能够更好地反映环境载荷动态历程,有效追踪平台结构的倒塌失效过程。     

海洋导管架平台碰撞动力分析

利用ANSYS/LS-DYNA程序可以进行结构动力大变形、复杂非线性准静态问题以及接触、碰撞问题的分析。尝试采用ANSYS/LS-DYNA显式方法建立船舶与导管架平台的碰撞动力分析模型,利用自动接触算法,得出了不同情况下碰撞过程中能量转变和平台上层甲板中心动力响应规律,以及碰撞点最大Von mises应力和变形,并验证了所分析结果的准确性。利用本文分析方法可以对海洋工程构件碰撞损伤程度进行预测;本文分析结果可为平台设计和损伤评估提供参考依据。     

导管架平台结构动力优化设计

为减轻导管架平台的质量,降低制造费用,对导管架平台进行了结构动力优化,其目标是寻找一组最优的圆钢管的外径和壁厚,使得整个导管架结构的质量最小.在建立了优化模型后,利用零阶法,以动冰载荷作为主要的环境载荷,对导管架平台进行结构动力优化,经过多次迭代计算,获得了显著的优化效果,使导管架的质量下降了22.55%,同时也表明了优化方法的有效性.此方法对于导管架平台结构设计有一定的参考价值.     

导管架平台冰激振动响应分析

根据导管架平台的结构特点，建立了导管架平台有限元模型。对其进行模态分析，获得前3阶固有频率和模态振型，计算结果与实测结果相符合，表明导管架平台的有限元模型是准确的。在此基础上，对导管架平台施加风、海流静载荷及动冰载荷，进行导管架平台的动力响应分析，获得了导管架平台各个关键点的位移和加速度响应曲线。     

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。     

深水自升式平台动力响应分析研究

深水自升式平台在波浪和海流等动态环境载荷作用下易发生振动响应。鉴于此,对自升式平台动力响应分析方法进行探讨,得到如下结论:弹性地基刚度系数EFS对平台桩腿动态应力影响不敏感,但对动态位移影响较大;平台桩腿动态应力和位移随波高的增加而增大,随周期增大而减小;节距L_h对平台应力和位移影响较小;弦杆间距L_R的增加可减小结构的动态应力和位移;波浪周期与平台自振周期相差越小,动力放大系数(DAF)计算结果与位移比法和应力比法相比差异越大,计算越保守,而低频波作用下,三者计算结果基本一致;单自由度方法无法反映环境载荷方向的影响,不同环境载荷方向下,由位移比法与应力比法计算得的DAF有一定差异,特别是平台刚度不均衡时,不可忽略环境载荷方向的影响;节距对平台DAF影响相对较小,而弦杆间距对平台DAF影响较大。所得结论可为深水自升式平台的设计与动力响应控制提供指导。     

海洋导管架平台结构动力优化研究

应用有限单元法 ,对海洋导管架平台进行了结构动力优化设计。建立了海洋导管架平台结构动力优化的数学模型 ,采用零阶法 ,以动冰载荷作为海洋导管架平台结构的主要环境载荷 ,对锦州 2 0 2MUQ平台进行了结构动力优化计算。优化结果表明 ,平台的重量比原设计方案减轻了2 0 17% ,获得了明显的优化效果。研究结果有较大的工程应用价值 ,可供有关设计人员参考。     

深水导管架平台极限承载能力分析

以我国南海深水的固定式导管架平台为研究对象,采用SESAM软件的Geni E模块进行了有限元建模,分析了作用在平台上的基本载荷和环境载荷,对平台进行了无初始缺陷和考虑腐蚀条件的极限承载能力分析,同时将3个服役期平台的极限承载能力进行对比。建模时将土壤划分了15层,并采用API规范模拟桩-土之间的相互作用力。分析结果表明,当载荷从不同方向作用时,平台的极限承载能力各有差异,载荷从西南、东南、东北和西北4个方向作用时平台的强度储备系数比其他方向小很多;在考虑海水对平台的腐蚀作用后,平台在东、西、南、北4个方向加载时强度储备系数发生了明显下降,随着服役时间的延长这种下降会更加明显。     

导管架平台在冰载荷作用下的动力响应分析研究

结合一具体的导管架平台,通过建模计算,确定了平台的自振特性,并根据海冰条件计算了平台在动冰力作用下的结构动力响应,对同类型平台的结构评估具有参考价值。     

基于随机波浪谱对深水区自升式平台动力响应分析

用MSC/PATRAN建立一工作水深为122 m的JU2 000E型自升式平台三维模型。通过对模型进行模态分析,得到平台模态质量和模态刚度矩阵,然后采用波浪谱分析方法,研究平台在随机波浪力作用下的动力响应,以图为平台正常作业和维护提供参考。     

导管架平台极限承载力的有限元解法

以某一简化的四桩腿对角型导管架平台为例,利用大型有限元非线性软件ABAQUS的AQUA模块进行波浪力和流力计算,并进行非线性倒塌分析(Nonlinear PushoverAnalyses)。分别计算了四种不同工况下平台在完整模式下和单个构件失效后的极限承载力以及单个构件失效后平台结构的剩余强度系数,以分析单个构件失效对导管架平台极限承载力的影响,为导管架平台的结构整体安全和风险评估提供一种准确而行之有效方法。     

半潜式平台深水锚泊系统三维时域动力分析

在二维求解锚泊线的动力分析基础上,建立锚泊系统的三维有限元模型,并在时域内进行动力计算,结果与二维计算进行比较,证明该方法能解决二维到三维的过渡,结果可信。     

基于统一设计变量方法的导管架海洋平台动力优化设计

基于统一设计变量方法,实现了导管架海洋平台在动冰载荷作用下的截面和形状动力优化设计.以JZ20-1MUQ平台为例进行了计算.计算结果表明,应用统一设计变量方法同时进行截面和形状的优化设计结果明显好于截面优化设计结果.     

单立柱海洋平台的可靠度分析

利用有限元方法对单立柱海洋平台在波浪等环境荷载作用下进行响应分析,以此为基础对其进行构件和体系两个层次的可靠度分析。构件可靠度分析采用Monte-Carlo方法,考虑了多元失效模式,建立了四种功能函数,分别得到每个构件失效概率的区间估计。把单立柱平台作为串连系统来考虑,从而求得体系可靠概率的区间估计。并对影响构件可靠性的因素进行了敏感性分析。     

ABAQUS后处理二次开发在海底管线稳定性分析中的应用

基于面向对象的Python语言,对非线性有限元分析软件ABAQUS的后处理模块进行了二次开发.介绍了ABAQUS后处理二次开发的实现原理及开发步骤.针对海底管线稳定性问题这一具体实例,分析了波浪作用下海底管线下方砂质土体的瞬时液化区域及最大液化深度.结果表明,利用所开发的程序能够得到波浪作用下的海床土体的液化区域及最大液化深度,为海底菅线稳定性研究提供了借鉴.     

深水顺应式铰接塔平台的非线性运动特性分析

研究了静水中顺应式铰接塔平台的运动特性。将平台简化为顶部有集中质量绕海底铰接点作平面运动的单自由度体系，考虑铰接点的库伦摩擦、塔柱的结构阻尼及海流对平台的作用，采用拉格朗日方程建立了铰接塔平台的强非线性运动方程。采用Taylor级数展开微分方程，对平台的运动响应进行了数值模拟。计算表明铰接塔平台的固有周期接近低频波浪周期，可能发生大幅慢漂运动；同时揭示了平台平衡位置与海流流速之间的关系，以及库仑摩擦对静平衡位置的影响。