海洋平台结构可靠性分析

为了延长近海平台的使用寿命,需要对现役平台结构进行可靠性分析与评价．介绍了可靠性方法及其在近海平台极限状态设计和结构评价中的应用,给出了理论公式和实际计算方法．描述了ＦＳ１导管架海洋平台结构极限状态设计和结构评价时所考虑的三种失效情形：（１）平台失效;（２）甲板支腿失效;（３）基础失效．首先提出平台的非线性结构计算模型,然后确定作用在平台、甲板和过桥上的载荷,最后分析计算系统抗力和平台的可靠性．研究结果表明,当沉没深度达１０．６５ｍ时,平台失效概率达１／１０００．根据分析结果,提出了延长平台使用寿命的技术措施。本项目研究所采用的计算方法和研究成果可供类似结构分析和工程实践参考．     

结构系统疲劳可靠性分析及其应用

结构系统疲劳可靠性分析及其应用邓洪洲，王肇民研究了结构系统疲劳可靠性分析方法．建立了结构系统疲劳可靠性分析模型，提出了求取结构系统疲劳主要失效模式的方法，并讨论了系统失效概率的计算等问题．最后以一海上平台为工程实际算例验证了文中算法的可行性及有效性．...     

基于Maattanen模型的冰激疲劳寿命分析

基于ANSYS系统和海洋平台自激振动Maattanen模型,提出了计算冰激疲劳寿命的一种新方法,并开发了与ANSYS系统集成使用的计算程序。利用该程序可以实现对多自由度复杂平台结构的冰激动力精细分析,并能定量确定自激冰力、结构的动力响应和节点应力。运用该程序计算了实际平台的冰激振动响应和节点疲劳寿命,分析了不同冰力参数对平台自激振动响应的影响。对使用不同冰力模型计算出的平台疲劳寿命进行的对比结果表明,较高冰速下平台动力响应较小;自激振动是造成平台疲劳损伤的主要原因。计算结果与现场观测情况一致,这进一步验证了新计算方法的可靠性,为平台冰激疲劳设计提供了依据。     

基于Maattanen模型的冰激疲劳寿命分析

基于ANSYS系统和海洋平台自激振动Maattanen模型，提出了计算冰激疲劳寿命的一种新方法，并开发了与ANSYS系统集成使用的计算程序。利用该程序可以实现对多自由度复杂平台结构的冰激动力精细分析，并能定量确定自激冰力、结构的动力响应和节点应力。运用该程序计算了实际平台的冰激振动响应和节点疲劳寿命，分析了不同冰力参数对平台自激振动响应的影响。对使用不同冰力模型计算出的平台疲劳寿命进行的对比结果表明，较高冰速下平台动力响应较小；自激振动是造成平台疲劳损伤的主要原因。计算结果与现场观测情况一致，这进一步验证了新计算方法的可靠性，为平台冰激疲劳设计提供了依据。     

海洋平台结构可靠性分析

为了延长近海洋平台的使用寿命，需要对现役平台结构进行了可靠性分析与评价，介绍了可靠性方法及其在近海平台极限状态设计和结构评价中的应用，给出了理论公式和实际计算方法。     

埕岛海域单井平台有限元结构分析与安全评估

根据Morison方程和经验公式计算出波浪力和海流的时程,以渤海埕岛浅海采油区内工作的新型单井平台为研究对象,应用Shell93和Mass21单元建立了Ansys有限元分析模型,并对其进行了自振分析和动力时程分析.数值模拟结果表明,在浪流联合作用下平台上出现的最大应力为6.85MPa,最大弯矩为3.95kN·m,基底剪力的最大值为170kN,平台甲板的最大振幅为14mm,对平台结构的正常工作不会产生影响.该方法简单易操作,分析数据对现场测试有一定的参考价值.     

用一阶二次矩方法进行海洋平台结构系统的疲劳可靠性分析

提出了对海洋平台进行结构系统疲劳可靠性分析的方法，将管节点的疲劳破坏作为整个系统疲劳可靠性模型中的失效单元，用一阶二次矩方法计算失效途径的疲劳失效概率，并应用β－解链法搜寻关键失效途径。在计算整个结构系统的疲劳失效概率时，利用等效线性安全余量的概念建立失效途径的等效失效单元，从而可计及各失效途径之间的相关性。     

随机腐蚀船体板结构极限强度分析

考虑到船体结构腐蚀的随机性,给出了随机腐蚀船体板的极限强度分析方法.根据散货船测厚报告中腐蚀数据,研究船舯甲板边板腐蚀数据的分布规律,建立随机腐蚀模型.采用非线性有限元方法对腐蚀板结构的极限强度进行计算分析,通过蒙特卡罗仿真方法计算确定腐蚀甲板边板极限承载能力的概率统计特性,最后对板结构极限承载能力进行可靠性分析.结果表明:甲板边板的腐蚀数据和极限承载能力均符合对数正态分布,船体板的极限应力比与腐蚀体积比成线性反比关系.     

风暴状态下自升式平台非线性动力分析模型

以风暴状态下的自升式平台为研究对象 ,建立了用于分析平台结构的非线性动力模型。该模型采用改进的NewWave模型描述随机波浪 ,借助非线性弹簧模拟平台结构的桩—土之间的相互作用 ,综合考虑了影响平台结构动力响应的动力敏感性、非线性以及波浪载荷的随机性因素 ;同时以波面极值出现前后的若干载荷循环作用下的结构响应结果作为对平台结构响应的估计 ,大大节省了计算时间。建立了简化的三维有限元结构模型。通过具体实例分析 ,给出了使用该模型进行风暴状态下自升式平台动力响应的计算步骤 ,并对分别采用非线性弹簧模型和传统的铰接模型时的平台结构动力响应进行了对比。计算结果表明 ,风暴状态下自升式平台甲板位移响应极值服从对数正态分布。使用该模型进行自升式平台动力响应分析时 ,能够兼顾模型复杂程度和计算效率 ,这为今后进行自升式平台结构动力可靠性分析奠定了基础。     

基于SDH传输平台现场数据的可靠性评价

为提高SDH传输平台工作的可靠性,找出SDH传输平台系统在工作中的薄弱环节,实行系统的可靠性增长.在介绍某行业应用的SDH传输平台的结构与组成的基础上,从实际使用现场收集了4批可靠性数据,为掌握平台系统的可靠性水平,对失效数据利用统计方法进行了分类和分析,并利用可靠性相关理论计算了SDH传输平台系统的可靠性指标,找出了SDH传输平台系统的薄弱环节,为改进设计提供了依据.图4,表3,参8.     

基于疲劳可靠性优化设计的深水导管架平台多级模糊选型

分析深水导管架平台方案优选的系统决策问题,给出四种初始设计方案,将基于谱分析方法求得平台的系统名义疲劳可靠性指标作为一项关键约束对平台方案进行优化.根据优化后各方案的最优结构性能参数,综合考虑影响深水导管架平台选型的各种因素,由二元对比方法确定影响因素的权重以及相对隶属度,最终采用三级模糊优选方法对优化后的方案进行模糊优选,并以200 m水深导管架海洋平台作为实例进行分析.结果表明,与传统分析方法相比,先由优化分析得到各初始方案的最优结构性能参数,可以为模糊选型提供准确的定量化指标,减少了模糊因素,更有利于对深水导管架平台设计方案做出合理的评价.     

大跨度钢管混凝土窄拱桥稳定性可靠度分析

铜瓦门大桥是一座主跨238 m、桥面宽10 m、宽跨比1/23.8的中承式钢管混凝土提篮拱桥.该桥设计采用了只由两根钢管混凝土弦杆和钢管腹杆组成的平面桁架拱肋.稳定安全性成为该桥结构设计的控制因素.首先根据钢管混凝土拱桥主要理论,在充分考虑材料性能、结构几何参数和计算模式的不定性基础上,建立了拱肋5个典型截面稳定性失效模式下的功能函数,获得了拱肋局部稳定性的可靠指标,各可靠指标均满足公路桥梁结构构件安全等级为一级的延性破坏目标可靠指标要求.然后采用与结构可靠度几何法相结合的响应面样本选取的新方法,进行了整体稳定性的可靠度研究,计算结果为平面桁架式拱肋的应用提供了理论基础,并进一步证明平面桁架式拱肋为大跨度钢管混凝土窄拱桥提供了一个有效的竞争方案.     

水套加热炉的失效分析

提高水套加热炉的可靠性并延长其安全使用寿命,对于油气集输系统的安全生产具有十分重要的现实意义。故障树分析方法是从分析失效因果关系中的顶部事件开始直到底部事件。它是由果到因、自上而下地进行分析,具有简明、直观、灵活的特点,是工程系统可靠性分析与评价的有效方法。文中对引起水套炉发生失效的各个因素进行系统分析,建立了以水套炉失效为顶事件的失效故障树。通过对水套炉故障树的定性分析,得到了故障树的各阶最小割集;通过对水套炉失效故障树结构重要度的计算,找出了底事件的薄弱环节,由此确立了水套炉失效的主要原因,并提出了相应的改进措施以提高水套炉的运行可靠性。     

CFD模拟在发动机水套设计中的应用

水套是发动机冷却系统的重要组成部分,它直接影响着发动机的综合性能,特别是发动机的可靠性和寿命.文章利用star-CD软件对某汽油发动机的冷却水套进行了模拟计算,并根据计算结果对缸垫水孔进行优化以调整水套内的水流分布,达到更好的散热效果.     

海洋导管架型平台非线性多层子结构模式分析法

海洋导管架型平台是一个复杂的非线性空间结构。按照通常的方法,这种非线性结构系统不能一次确定力和位移的关系、其总刚度矩阵必须多次迭代才能完成,因而很费计算机机时。本文介绍的多层子结构摸式分析法,根据导管架型平台只是局部非线性结构的特点,把平台结构分成两类子结构模式;非线性子结构模式——桩基浅处的桩土之间相互作用的模式和线性子结构模式——桩基深处的桩模式和导管架模式。每一个子结构模式又可分成简单的超级单元和更简单的基本单元。仅仅非线性子结构漠武需要经过多次迭代求出其刚度矩阵。它与线性子结构刚度矩阵一起组装成平台的总刚度矩阵,进而进行静力和动力分析。由于非线性子结构模式比整个平台结构小得多,因而迭代过程容易完成。各种工况下的复杂的荷载也可以山各种简单的荷载模式组成,因此各种工况的静力和动力分析的结果可以一次求得。木文运用DASOS—J计算机程序(此程序是由大连工学院编制的)按此方法分析了我国渤海某平台的内力计算实例。     

预应力混凝土工型梁施工期间力学性能分析

探讨了预应力混凝土工型梁在施工期间受力性能问题。以30m跨度一片后张法预应力混凝土工型梁为研究对象,根据5种不同施加预应力顺序,采用桥梁规范方法、等效荷载法以及有限元分析程序ANSYS三种方法对该预应力工型梁在张拉预应力时的受力性能进行了计算,并将各种方法计算结果进行了对比。计算结果表明,不适当的预应力张拉顺序,可能会引起该工型梁上缘混凝土开裂,在张拉该工型梁预应力时应引起重视。本文计算结果已为该预应力混凝土工型梁张拉预应力施工提供参考。     

桥面铺装对中小跨径桥自振频率的影响分析

为了对桥梁结构计算中是否需要考虑桥面铺装质量对桥梁结构自振频率的影响进行分析,以曲线连续梁桥为对象,采用空间梁单元建立动力分析模型,通过模型桥的实测与计算结果对比分析,验证了空间梁单元模型是可行可靠的。基于现场曲线桥,对实桥进行自振频率实测,与此同时,分别建立4种有限元模型来讨论桥面铺装、护栏质量和尺寸对自振频率值的影响,通过现场实测与4种模型计算的自振频率值得比对分析,表明：模拟考虑的越精确,计算结果与实测结果越接近,但计算工作量大;以精确模拟计算结果为参照,裸梁的计算更接近。针对新建桥,不考虑铺装质量的结果更加合理,在设计计算中往往考虑桥面铺装的质量,却不考虑其对截面几何特性的影响是偏不利的。     

障碍型弹药对飞行甲板的封锁效能分析方法

基于对航母飞行甲板进行封锁作战的思想,开展了具有杀爆功能的障碍型子弹药对飞行甲板目标的封锁效能分析. 对于封锁效能的分析归结于终点空间封锁概率. 首先根据飞行甲板的功能和舰载机起飞作战流程,将甲板划分为保障起飞功能的3个特征功能区域:起飞区、调动区和停机区,并分别建立了其起飞功能失效的封锁判据,并且在飞行甲板坐标系中给出了封锁各功能区子弹药的有效障碍点区域确定方法;其次运用蒙特卡洛法模拟子弹药的落点,并利用矩阵仿真等方法给出了各个区域封锁概率的计算式;然后给出了具有杀爆功能的障碍型子弹药对航母飞行甲板的空间封锁概率的计算式.     

海洋石油平台导管架安全监测系统

基于光纤光栅传感原理研发了应变、倾角和加速度传感器,应变测试精度达到5 με,倾角测试精度达到0.02°,加速度测试在40 Hz以下灵敏度达到800 pm/g。应用传感器建立了一套海洋平台导管架安全监测系统,实现了对腿桩支撑力、平台倾斜和摆幅的在线监测;通过建立导管架力学模型计算其应力状况,分析导管架的安全性并进行预警。系统成功应用于南海石油平台监测,为海洋平台的结构安全提供了保障。