南海海域半潜式平台表面载荷分布分析计算

应用有限元仿真技术,以我国南海使用的深水半潜式海洋钻井平台为原型建立模型,进行极限工况下波浪参数搜索工作.依据ABS(American Bureau of Shipping)和DNV(Det Norske Veritas)规范,应用随机性设计波法搜索并确定深水半潜式平台两浮体之间分离力最大工况、纵向剪切力最大工况、绕横轴扭矩最大工况以及总纵垂向弯矩最大工况共四种极限工况下的波浪参数,并通过所得波浪参数计算平台表面载荷分布.     

组合载荷下半潜式平台极限强度评估方法研究

采用非线性有限元方法,计算了不同组合比例下剪切扭转耦合作用时的半潜式平台极限承载力,基于设计波法对波浪载荷进行预报,研究了剪切扭转组合载荷对极限承载力的影响,计算了结构的剪切指数和扭转指数,用隐函数拟合得到了单一载荷和组合载荷下极限强度的联合关系式.基于现有规范,提出了一种考虑组合载荷作用下半潜式平台极限强度评估方法.研究结果表明:剪切和扭转两种载荷的同时作用会削弱单一载荷作用下平台的极限承载能力,所提出的组合载荷极限强度评估方法可对半潜式平台进行合理评估.     

半潜支持平台与钻井生产平台间碰撞响应分析

大型海洋结构物之间的碰撞是一类后果严重的海洋事故,目前,船舶与海洋平台碰撞研究较为常见,但对海洋平台与海洋平台之间的碰撞研究并不多见。针对这一问题,采用非线性有限元法建立海洋平台三维有限元模型,应用LSDYNA对不同碰撞速度和不同碰撞角度下支持平台与钻井平台之间的碰撞过程进行数值仿真,结果显示不同工况下得到的结构的碰撞力、结构损伤及能量转化等情况有一定差别。所做研究可用于半潜式平台碰撞时结构的损伤评估。     

作用在离岸结构物上的二阶漂移力

应用远场方法计算了作用在船舶及离岸结构物上的二阶稳态横漂力。用源汇分布 法计算浮体运动在无穷远处产生的辐射波及绕射波波幅。对于双体船剖面，公式中计 入了双体之间的水动力干扰效应。对Ｌｅｗｉｓ型船体剖面及两艘半潜式平台进行了计 算，计算结果与试验结果的吻合程度是令人满意的。     

箱型梁弯扭强度分析计算思路探讨

箱型梁具有非常好的力学性能和结构性能,被广泛应用到桥梁设计和施工中.通过对箱型梁弯扭强度分析计算思路进行研究,得出箱形梁在弯曲、扭转以及弯扭组合变形时的强度计算方法,为设计和施工提供有效的技术支持.     

浮体锚泊系统计算分析

利用数值方法研究了锚泊浮体在风、浪、流联合作用下的运动响应和锚链线张力变化规律.采用的数学模型主要包括三维锚链线静力模型和浮体频域运动模型.在数值计算中,分别采用有限差分法和频域格林函数法求解三维锚链线静力模型和浮体频域运动模型得到锚泊系统的总体刚度和浮体的水动力参数,据此求解锚泊浮体运动方程,得到锚泊浮体的运动响应和锚链线上的张力变化.对一锚泊半潜式海洋平台的实际校核应用证明,本方法可以提供具有工程精度的锚泊性能预报.     

圆端型墩高速铁路桥梁的弹塑性地震反应分析

为适应高速铁路的快速发展,有必要深入分析地震作用下的桥梁动力响应.文中基于有限元软件建立了圆端型墩高速铁路多跨简支梁桥体系的全桥模型,分析了结构的自振特性,分别输入不同车速、强震记录、墩高、地震强度以及不同方向地震作用组合等工况,计算了车桥系统的弹性地震响应;并通过赋予非线性梁单元弯矩-曲率关系,计算了有车/无车工况下...     

大跨度架桥机钢桁架的稳定与极限荷载分析

基于有限变形理论，考虑了截面翘曲变形影响，推导了空间闭口薄壁箱型梁的ＵＬ列式增量平衡方程，建立了薄壁箱型梁的非线性稳定计算方法，并编制了相应的程序。将架桥机的两个单个梁换算为等效闭口箱型梁，计算了架桥机钢桁架的侧倾稳定和弹塑性极限荷载。     

潜体在不同浪向的双色波中受到的二阶慢漂力

为了采用谱分析方法预报海洋结构和船舶在随机海浪中所受的二阶波浪力,必须先求得海洋结构物和船舶在任意单色波和双色波中受到的二阶波浪力,本文基于严格的量级分析,对有航速的细长体（浮体或潜体）,建立由不同浪向双色波作用在细长体上产生的二阶波浪力的切片理论;并考察了不同浪向的双色波作用在椭球体上产生的慢漂力及其在不同的频率以及浪向角组合下的变化规律。     

集装箱船弯扭极限强度的相似模型分析

根据薄壁结构理论,推导船体弯曲相似和扭转相似的模型设计条件,提出骨材和板材分别等效的方法来解决弯扭相似的冲突问题.以某集装箱船为研究对象,建立弯扭相似优化设计的数学模型,基于多岛遗传算法将非可行域的设计改进为可行性设计,利用非线性有限元法,计算模型与实船的纯弯曲、纯扭转和弯扭组合荷载作用下的船体极限强度,从而验证了模型与实船的相似性,并利用相似模型推算出实船的弯扭极限强度.     

新型干树半潜平台凝析油外输计算分析

新型干树半潜平台抵御环境载荷能力较强,但是它对环境方向性不敏感.基于三维势流理论,建立新型干树半潜平台和外输油轮的多体系统计算模型,采用时域耦合计算方法对油轮抵达及油轮驶离半潜平台的外输作业工况进行研究,计算分析了不同风、浪、流环境条件下的外输油轮艏摇运动响应和外输系泊缆张力响应.研究结果表明:外输油轮的艏摇运动响应在非共线工况较为剧烈,而外输系泊缆在共线工况最大,且能够满足规范要求.该外输方案可以有效、安全实现新型干树半潜平台凝析油外输.     

波浪中浮体运动与遭遇荷载计算研究

给出随机波浪运动要素及其作用下流场的分析方法和海洋结构物的运动与遭遇荷载的计算方法．关于我国沿海设计波参数的预报、非线性波流场的计算、修正的切片法和三维浮体运动与荷载的面元计算法的研究成果及其相应的计算机程序,已经部分地得到了试验和相关研究成果的验证,并获得了船舶与海洋结构物设计工程的应用．     

FPSO船体梁极限强度分析与有效生命期预报

利用理想单元法(ISUM)研究了浮式生产储油船(FPSO)完整船体与受损结构船体梁极限强度．考虑了腐蚀及碰撞对船体结构强度的影响,评估了腐蚀状态下船体极限强度随时间的变化;在人为因素风险分析基础上对该船船体有效生命期进行了预报．分析表明,船体梁极限强度是影响船舶安全的重要因素,对FPSO进行风险分析和安全评估是必要而且可行的．另一方面,将工程技术与管理科学结合起来研究安全问题是合理有效的途径．主要结论对于海事界实施综合安全评估,提高船舶或海洋结构物安全性具有理论意义和应用价值．     

双向荷载作用下钢筋混凝土箱型墩滞回性能有限元分析

为了模拟钢筋混凝土箱型墩双向拟静力试验非线性响应过程,利用大型通用有限元软件ANSYS的实体单元建立了箱型墩非线性有限元计算模型;然后对其破坏形态、滞回曲线和骨架曲线等进行了分析,并将计算结果与试验结果进行比较.最后,进行单双向加载,分析壁厚和混凝土强度对箱型墩滞回性能参数的影响.结果表明:实体单元有限元模型可以较好地模拟钢筋混凝土箱型墩在双向反复荷载作用下的非线性响应和破坏形态,双向荷载作用下箱型墩抗震性能明显下降.     

钢箱梁斜拉桥索梁锚固区极限承载力分析

为了掌握索梁锚固区在索力作用下的应力分布和极限承载力，以青岛海湾大桥红岛通航孔斜拉桥为工程背景，应用等效板厚法近似模拟钢锚箱承压板与锚垫板之间的接触非线性问题；采用板壳单元和梁单元建立了索梁锚固结构的有限元模型，对索梁锚固区在最不利荷载组合作用下的受力性能进行了研究；并考虑几何非线性和材料非线性对锚固区及钢箱主梁进行极限承载力分析。结果表明：在最不利荷载组合作用下钢锚箱与主梁腹板的连接区域应力集中，超过了材料的屈服强度；索梁锚固区的极限承载力为设计荷载的3．07倍，有一定的安全储备。在上述分析的基础上，提出了改善索梁锚固区受力性能的构造措施。     

移动式采油平台的强度分析

移动式采油平台(MOPU)是国外较为流行的边际油田开发工具。参考国外的成型MOPU作为母型,对该平台形式进行了结构设计,应用有限元方法,建立整体结构计算分析的有限元模型,针对渤海海况计算确定了组合工况下平台的环境荷载,对MOPU平台进行在位强度分析。计算结果显示,多种工况下的平台整体结构应力分布,最大应力出现在立柱与沉垫的连接处的横舱壁上,相对于钢质材料的极限承载力仍留有较大裕度。计算分析结果表明该平台可以应用于渤海边际油田的开发。     

深水钻机K型井架稳定性数值模拟研究

针对K型井架整体防护性较弱、在恶劣的海洋环境下可能发生失稳的问题,以南海某深水半潜式平台在作业工况下的运动响应为背景,对浮式平台配套的K型井架进行了稳定性研究。平台动边界对井架产生的动载荷等效为惯性力施加在井架上,同时考虑海洋风载、平台倾斜使井架受到的重力横向分量以及平台升沉引起的附加动载荷,利用有限元模型计算了井架的受力状态和整体稳定性;研究了各杆件在轴力和双向弯矩下的局部稳定性;将前大腿等效为弹性支撑梁,在轴向压力作用下进行了屈曲分析;对比了该井架用于陆地钻井的稳定性质。结果表明,海洋环境载荷使K型井架的稳定性有较大程度降低,但仍满足该工况的稳定性要求。     

船舶强度分析中的几个问题

提出在分析现代船舶强度问题时值得重视的几个方面：①整船强度分析;②船体总体翘曲;③疲劳强度;④破舱后总纵强度．采用大连理工大学开发的通用程序ＪＩＦＥＸ９５对２７１６箱集装箱船进行了整船强度分析;作为算例,用薄壁梁有限元对一条３５７箱集装箱船进行了计算;在假定应力范围长期分布服从Ｗｅｉｂｕｌ分布时,形状参数可取为ξ＝１．２１５６－０．００１３３Ｌ．对如何计算热点应力也进行了讨论,并用影响数法计算了破舱后的最大静水弯矩和剪力,它是事半功倍的．推荐了破舱强度分析的准则．     

折腹式组合梁桥考虑剪切变形的挠度计算

提出考虑剪切变形的弹性弯曲理论分析折腹式组合梁桥.通过假定位移场,建立内力平衡方程、变形协调条件以及物理方程,依据边界条件和荷载工况求出解析解.以折腹式I型和箱型梁为算例,将该理论结果和有限元计算及试验结果进行比较,验证其妥当性.基于该理论得出跨中挠度简化计算式,给出考虑剪切变形影响与否的高跨比界限.     

基于非线性多体动力学和有限元法的柴油机曲轴动态强度分析

为更准确地分析曲轴在运行工况下的动力学响应特性,采用Pro/E 3D软件对CA4D32柴油机曲轴、轴承等部件进行三维实体有限元建模,并将模型导入非线性多体动力学分析软件AVL Excite,添加连接单元,建立轴系非线性多体动力学模型,计算了一个工作循环的主轴承载荷变化.将非线性多体动力学轴系位移量计算结果作为曲轴三维实体有限元精细模型的载荷边界条件,完成了一个循环曲轴动应力计算.结果表明,与刚性体的分析方法相比较,采用非线性多体动力学分析方法可获得更接近实际的有限元模型的载荷边界条件,提高了曲轴强度的计算精度.