自升式平台桩腿开孔后的强度分析

通过建立自升式平台的开孔桩腿有限元模型,对桩腿开孔时在自存和作业工况下的应力进行了计算,并对开孔后桩腿结构强度与屈曲强度进行了校核。计算结果表明,开孔后的桩腿符合安全规范。     

穿刺工况自升式平台动力灾变特性

针对穿刺引起的自升式平台结构损伤问题,系统研究其动力灾变行为。考虑损伤积累对刚度衰减影响提出构件失效准则,在定义结构抗力和地基抗力基础上提出穿刺工况下平台结构失效准则,以121 m桁架式自升式平台为研究对象,考虑构件损伤演化及桩土动力耦合作用建立平台整体分析模型,并从入泥承载力、损伤影响、约束条件3方面验证了模型适用性;进一步基于整体失效准则开展穿刺工况下平台动力灾变演化模式研究。结果表明：构件损伤演化降低了平台极限承载能力并影响其整体灾变演化规律,CEL法可以有效模拟复杂土层桩土动力耦合作用;穿刺工况下平台失效模式受结构抗力和地基抗力共同影响,其演化规律为未穿刺桩腿与桩靴连接区域杆件由于船体倾斜产生较大弯矩发生塑性变形,随着穿刺深度的增加进一步演化为上下导向块区域桩腿杆件屈曲变形,这与穿刺工况下观察到的桩腿失效模式一致。     

800t自升式起重平台的结构分析

800t全回转自升式起重平台是目前国内最大的起重平台,在结构上兼具起重船和自升式平台的特点。该平台和传统自升式平台最大的区别是在艉部设置了全回转起重能力800t的大型起重机,除了巨大的吊机自重和起重载荷,还会产生其它载荷效应。因此该类平台的主桁结构、围阱区、抬升装置、桩腿、桩靴及起重机基座结构会承受比传统自升式平台更大的栽荷,对结构的屈服和屈曲强度带来挑战。该文对此平台进行了结构理论分析和有限元计算,详细讨论了起重平台的载荷、变形和应力分布特点,并对该平台的原结构设计提出了优化建议。     

储油沉垫对自升式平台桩腿的力学影响研究

为了研究海洋环境中储油沉垫对自升式平台桩腿的力学影响,采用Froude-Krylov假定法计算沉垫所受波流力,并在ANSYS中建立有限元模型,分析对普通自升式平台和沉垫自升式平台桩腿最大应力的变化规律。研究结果表明:当沉垫距离海平面较近时,沉垫所受波浪载荷是桩腿应力的主要来源,其应力值高于相同位置的普通自升式平台,风载荷是后者桩腿应力的主要来源;当沉垫距离海平面较远时,沉垫所受海流的F-K力可忽略不计,普通自升式平台桩腿最大应力高出沉垫自升式平台。最后指出储油沉垫增加了桩腿的结构强度。     

高106.68m自升式平台的桩靴强度分析

桩靴是自升式平台的主要支撑构件,其结构强度影响着平台的安全。结合某结构高度106.68 m平台的桩靴参数,通过必要简化,利用有限元分析软件ABAQUS建立了该桩靴的有限元分析模型,并对结构在预压载、偏心、风暴工况条件下的强度进行计算。通过评估桩靴屈曲和后屈曲失稳以及屈服引起的塑性破坏情况来进行强度分析,并依据规范进行校核。还研究了在预载工况LC1中,各个构件应力最大处板的屈曲对于结构构件的影响。所得结果可为其他桩靴强度计算、屈曲分析提供参考,并可为桩靴的优化设计提供可靠依据。     

拖航状态下自升式钻井平台桩腿结构强度分析

以某一桁架式桩腿的自升式钻井平台为例,阐述了拖航工况下桩腿强度分析的一般原理,并通过有限元分析和求解,说明此类移动平台桩腿结构强度分析的过程及方法。本文提供的方法和思路,对自升式平台使用者及平台设计人员具有一定的指导意义。     

自升式平台导向和桩腿非线性建模技术及分析

自升式平台在作业时,桩腿会和上下导向接触,使锁紧系统和上下导向间桩腿的弯矩重新分配。在一般的设计和评估计算中,采用直接连接上下导向和桩腿的方式,但是这样不能模拟实际的接触情形。根据规范SNAME中的非线性弹簧方法,采用ANSYS建立某自升式平台桩腿和上下导向的局部模型,计算接触情况下的弹簧刚度。采用SACS软件建立平台的整体模型,模拟上下导向和桩腿的非线性接触,最后计算平台的桩腿强度。结果发现:通过非线性接触模拟移动平台桩腿的受力情况,可以获得更准确的桩腿应力结果。     

冰区自升式平台桩腿动强度的安全评估研究

应用ANSYS软件建立起自升式平台和冰相互作用的数学仿真模型,对自升式平台进行动力分析,并校核平台桩腿的极限强度和疲劳强度。方法对渤海某自升式平台桩腿进行了强度校核,计算了不同海冰参数下平台桩腿的冰激疲劳损伤。研究结果为自升式平台冰激疲劳设计提供了有效的方法,并为自升式平台在冰区的使用提供了依据。     

地基边界条件对自升式平台桩腿承载性能的影响

针对深水自升式平台桩靴边界条件模拟问题，以某300英尺(1英尺=0.304 8 m)自升式平台为例，采用ANSYS有限元软件进行静力分析和极限承载力分析，对比常规铰支和弹性基础约束条件对自升式平台桩腿强度的影响，进一步探究不同桩-土边界条件对桩腿极限承载力和失效模式的影响。结果表明：弹性基础约束方式可有效降低重力二阶效应(p-Delta效应)的影响程度，使相应工况下的有效应力明显减小，在这种约束方式下计算得到的桩腿刚度更大且桩腿会率先进入塑性阶段；铰支约束过于保守；在2种边界条件下桩腿的失效模式也有较大差异。研究结果可为自升式平台的设计提供参考。     

自升式海洋平台站立状态下的性能分析

以一桁架桩腿自升式平台为例,通过有限元计算分析,阐述了平台站立状态下几个重要性能的校核方法,包括①桩腿强度;②锁紧系统（升降系统）承载性能;③预压载性能;④桩靴承载性能;⑤抗倾稳性。     

自升式平台桩腿下放长度对其运动响应的影响

基于三维势流理论和Morison公式,研究自升式平台在桩腿下放过程中的运动响应特性。在建立自升式平台主体和桩靴面元模型以及桩腿Morison模型的基础上,利用AQWA软件对自升式平台的动响应进行统计分析。计算结果表明:平台在系泊定位状态下纵荡和横荡会发生大幅低频慢漂运动;随着桩腿下放长度的增加,平台的运动幅度逐渐减小;当桩腿下放长度超过35m时,平台垂荡运动的变化不再明显。     

VBA程序在平台桩靴屈曲分析中的应用

基于屈曲分析理论,以400英尺自升式钻井平台为研究对象,分析大尺度桩靴结构板材的屈曲强度。利用SESAM软件,建立桩靴结构有限元模型。参考ABS规范,选取最不利工况,并通过自编VBA程序,对桩靴受压板材高应力区进行屈曲分析。研究工作保证了海洋平台桩靴设计的安全性,并提供了屈曲强度的快捷计算方法。     

自升式平台压载作业桩腿侧向滑移的极限RPD

对"踩脚印"过程的齿条相位差(Rack Phase Difference,RPD)计算原理进行研究,推算适用于桩腿侧滑的RPD计算方法;采用有限元分析方法模拟桩腿在不同方向、不同距离的侧滑,计算自升式平台桩腿、升降系统以及固桩区结构强度,确定平台系统的临界极限能力;通过搜索,最终确定平台"踩脚印"时的极限RPD值。将RPD理论应用于自升式平台"踩脚印"插桩过程,当桩腿变形接近临界值时,RPD监测系统报警并提醒作业者及时调整平台插桩状态,可有效减少桩脚的侧滑风险,对设计者和作业者有很强的指导作用,具备较高的应用价值。     

自存工况下自升式平台关键结构强度分析

针对一艘独立三桩腿的齿轮齿条式自升式钻井平台,利用ANSYS软件分析了自存工况下,在风浪流等综合载荷作用下的钻井平台整体关键结构强度和平台桩腿稳定性,为平台的安全使用和升级改造提供了理论依据。     

自升式平台独立桩靴结构强度分析方法

自升式平台的桩靴对平台的稳定就位起着关键作用。以自升式平台桩靴为研究对象,基于大型有限元软件SESAM,研究平台在各种载荷作用下的桩靴承受载荷的特点和桩靴强度失效形式,分析CCS和ABS两种规范计算桩靴强度的方法和基本原理,并分别按照两种规范计算其不同工况下的结构强度。对比两种规范的应力分析结果,供工程技术人员设计参考。     

自升式风车安装船站立状态总体强度分析

该文阐述了自升式结构物在站立状态时船体结构总体强度分析的基本理论和方法,对自升式风车安装船在站立状态下的船体结构总体强度进行了评估。基于风浪流环境条件和插深的设计依据,确定了自存、作业和预压载三种设计工况下需开展的计算工况。在船体结构总体强度分析中考虑了动态放大载荷的影响和非线性放大以及P-delta效应的影响,并对船体梁的中垂变形量进行了分析。结果表明,船体结构在站立状态下的总体强度和刚度满足了DNV规范要求。     

深水半潜式生产储油平台整体强度分析

为评估验证我国新建的深水半潜式生产储油平台的整体结构强度,基于SESAM软件,依据三维绕射理论计算波浪诱导载荷与运动,采用谱分析法确定设计波参数,获得整体结构的应力计算结果和屈曲强度结果。计算结果表明:平台整体结构强度(屈服强度、屈曲强度)满足ABS船级社要求,并得到若干有益结论,可为今后半潜式生产平台的结构设计提供参考。     

自升式起重安装平台起吊作业结构安全性

以国内某海上起重安装公司购置的国外某动力定位型自升式起重安装平台为例,基于ANSYS软件对平台在最危险起吊工况的结构安全性进行校核。重点阐述吊机载荷的计算方法、计算过程及施加方法,对该平台屈服强度和屈曲强度进行全面计算,为自升式起重安装平台的起吊作业结构安全性分析提供参考。     

自升式平台桩腿与岩土互作用研究进展

为保证自升式平台能够安全工作,设计自升式平台时必须要确定平台在工作海域的桩腿承载能力、抗滑移能力、抗倾覆能力和拔桩阻力。对平台插桩、拔桩、正常工作、风暴自存等工况时桩腿与海底岩土的相互作用机理进行了研究,分析了国内外在研究自升式平台桩腿与岩土互作用时采用的常规计算方法、有限元法和试验法,并指出了现有方法存在的缺陷,提出采用有限元法分析时充分考虑平台主体关键结构的多桩腿-岩土互作用,是研究平台的插桩、拔桩、抗滑移和抗倾覆能力以及平台动态特性的有效手段。     

自升式钻井平台结构强度分析研究

阐述了自升式钻井平台结构强度的基本理论,提出了结合移动平台结构特点的结构强度分析,并以一桁架桩腿自升式平台为例,通过有限元分析和求解来说明此类移动平台结构强度分析的过程及方法。