钢管混凝土组合平台抗冰弹塑性分析

海洋平台是海洋石油开采的主要方式,但是在海中经常会受到海冰破坏,造成巨大的经济损失以及人员伤亡。本文以渤海JZ20-2海洋平台为模型,发展了钢管混凝土导管架海洋组合结构平台体系,利用大型有限元软件ABAQUS模拟海冰对海洋平台作用,通过对海洋平台应力分布情况,对平台进行弹塑性分析,模拟出海洋平台在极端罕遇冰力作用下海洋平台的破坏方式。通过模拟得出钢管混凝土组合结构体系平台可以有效减少导管架海洋平台的应力,钢管混凝土导管架组合结构平台在极端冰力作用下控制振动效果较好且造价较低。     

基于相似模型试验的导管架平台有限元模型修正

根据设计尺寸建立的有限元模型与实际结构之间不可避免地存在一定偏差,须根据试验测量数据对有限元模型进行必要的修正。基于相似原理设计制作完整平台和损伤平台的缩尺模型,开展模态试验;根据模态置信准则(MAC)评价试验模态数据和有限元计算数据的相关性。应用灵敏度分析方法对结构设计变量进行分级,以有效识别出平台结构中的待修正参数。针对含有未知损伤的海洋平台,采用结构参数的优化方法,识别损伤位置并实现损伤平台有限元模型的更新。结果表明:对于完整平台,修正后前六阶固有频率的误差均值由修正前的17.22%降至2.78%,修正后的有限元模型更接近试验结构;平台损伤后MAC显著降低,根据优化方法可准确定位出2个缺失构件的位置,且修正后固有频率的误差均值由25.94%降至4.79%。通过修正可为在役海洋平台安全评估提供一个准确的有限元模型。     

挤压冰荷载作用海洋平台-摇摆柱组合结构试验研究与有限元分析

在导管架海洋平台的基础上,提出了一种在海洋平台上施加摇摆柱的海洋平台-摇摆柱组合结构以对海洋平台进行减振控制,提高海洋平台的防灾减灾能力。通过1∶10缩尺试验对冰荷载作用下海洋平台-摇摆柱组合结构进行研究,分析发现海洋平台-摇摆柱结构具有较好的减振效果,以实测冰荷载时程Push3为例,下层甲板峰值加速度和位移依次减小30.85%和24.47%,摇摆柱作用效果明显。对海洋平台-摇摆柱结构连接杆应变分析发现,连接杆受力由下到上依次增大,下部连接杆受力最大。结合ABAQUS有限元软件对海洋平台进行建模受力分析发现,试验结果与有限元法模拟结果的误差基本可控制在15%以内,说明ABAQUS可有效模拟海洋平台抗冰激性能,为进一步深入研究提供了一种有效手段。     

杭州湾跨海大桥海中平台结构的动力响应分析

根据已有的损伤理论研究成果,对杭州湾跨海大桥海中平台结构进行损伤诊断.通过有限元方法对结构损伤前后的动力特性进行分析,根据结构在损伤前后固有频率的变化,对结构是否损伤进行判定.以该海中平台实体为研究对象,用大型有限元软件对其损伤进行模拟分析.     

群桩套筒疲劳分析在ANSYS中的实现

基于疲劳损伤累积型寿命模型,运用ANSYS有限元软件对海洋平台的群桩套筒进行疲劳预测分析。在分析过程中对海洋平台的桩和套筒之间的联系以及边界约束采用了几种不同的模拟方式,并将计算结果分析比较,可供相关设计人员参考。     

单调反对称荷载下钢筋砼梁柱中节点数值分析

本文采用ABAQUS对单调反对称荷载作用下的钢筋混凝土梁柱中节点进行了数值模拟。首先分析了损伤因子和模型网格大小对梁端荷载–位移曲线的影响;其次从试件的梁端荷载-位移曲线、破坏模式、邻近节点区梁端受拉纵筋应变3个方面对比分析了有限元计算结果与试验结果,验证了有限元模型的有效性;最后重点研究了不同轴压比和不同核心区配箍率下单调反对称荷载的钢筋混凝土梁柱中节点的钢筋力学行为。研究结果表明:受压损伤因子大小对梁端承载力有明显影响,而受拉损伤因子对梁端承载力的影响可以忽略;邻近节点区梁端纵筋在柱顶轴力施加过程中(梁端未施加荷载)就产生了拉应变;节点核心区箍筋在低轴压比下产生显著应变的时间要早于高轴压比下;处于节点核心区中部区域箍筋应变较其上下箍筋应变大。     

基于率相关损伤模型的混凝土高墩桥梁地震响应分析

将Faria、Oliver等人提出的弹塑性损伤模型进行了修正以更好的描述混凝土的单边效应,进而对率无关的损伤模型进行了粘性规则化,以考虑地震作用下混凝土的应变率效应。以大型通用有限元软件ABAQUS为平台,将率相关损伤模型实现为用户材料子程序VUMAT。在此基础上,应用该模型对某混凝土高墩桥梁进行了非线性地震响应分析,以考察应变率效应的影响规律。分析结果表明:对于高墩桥梁,应变率效应对位移响应虽有影响但不很明显,而对拉、压损伤则有一定程度的影响。     

导管架海洋平台的模态分析

文中以导管架海洋平台为例,利用ADINA有限元软件建立导管架海洋平台有限元模型并对其进行模态分析,提取海洋平台在复杂海洋环境下的振型和频率,与非耦合工况下的振型和频率进行对比。分析结果表明在考虑流-固耦合时,平台的自振频率有所减小,且对其动力响应有一定的影响。     

基于应变模态参数的木梁损伤识别研究

为研究基于应变模态参数识别木梁损伤的方法,文中通过有限元软件ABAQUS建立不同损伤工况下的木梁模型进行模态分析,处理分析得到位移模态、应变模态及应变模态差曲线,以曲线的突变进行损伤定位识别。结果表明应变模态和应变模态差可识别出简支木梁的损伤,且识别精度高,与通过固有频率变化和位移模态的损伤识别相比,基于应变模态参数的损伤指标在梁损伤位置识别具有明显优势。     

冻融损伤钢筋混凝土梁受弯仿真分析

为考虑混凝土自身力学性能退化,对冻融损伤钢筋混凝土简支梁进行有限元分析,借助ABAQUS有限元软件,在冻融损伤混凝土力学模型和有限元分析的基础上,分析了冻融混凝土梁的荷载挠度曲线,以及应变梁高的分布情况。