钢悬链式立管涡激振动疲劳损伤参数分析

针对钢悬链式立管的结构特性,采用了简化后的振动模型。先对立管进行了模态分析;再根据立管的模态特性结合环境水流参数,采用模态叠加法对立管进行了涡激振动疲劳损伤分析。分析过程中,通过改变流速大小、立管壁厚、立管外径、内部介质以及抑制立管涡激振动的螺旋列板长度等参数,对立管的涡激振动疲劳损伤进行了相应的参数分析。结果表明:立管疲劳损伤随水流速度的增大、立管外径的增大以及内部介质密度的降低呈现上升趋势,但是壁厚变化对立管疲劳损伤大小影响却不显著。

钢悬链式立管涡激振动疲劳损伤分析

针对钢悬链式立管的特点,采用了简化后的振动模型,在ANSYS的CAE模块中根据悬链线方程建立了立管的有限元模型,并对立管进行了模态分析。通过对前若干阶模态进行后处理,得到包括归一化振型、斜率以及曲率的模态输入文件,将此模态文件输入SHEAR7中,进行涡激振动分析,计算出立管年疲劳损伤率。计算结果表明:立管的疲劳损伤沿着立管轴线方向呈振荡性质,且最大疲劳损伤出现在边界区域,随着水流速度的增大,立管的疲劳损伤的峰值呈上升趋势。

钢悬链式立管与非线性海床土相互作用分析方法研究

对基于大挠度柔性梁理论的立管动力分析程序CABLE 3D改编,将原程序中立管受到线性海床的弹性支撑力扩充为立管受到的海床垂向力充分考虑管土非线性相互作用,使新程序中立管与海床土的相互作用遵循p-y曲线。采用伽辽金方法在空间内离散立管的动态方程,最终采用Newmark-β法进行时域内迭代求解。利用改编后的新程序分别研究了立管与线性海床土和非线性海床土相互作用的对比以及不同垂荡幅值情况下立管的动态响应。研究表明,非线性海床土能够更加准确地模拟真实的管土相互作用,触地点区域的节点会经历不同的管土相互作用过程。

深水钢悬链式立管与浮式平台整体分析方法研究

提出了钢悬链式立管与浮式平台整体分析模型,将SCR和浮式平台作为一个系统进行整体分析,基于Cable3D程序开发出整体分析程序,并分别采用耦合法和整体分析方法分析了浮式平台作用下的SCR的运动响应及SCR对平台运动的影响,研究表明,整体分析方法可以很好的反映结构之间的动力效应,立管系统对平台的运动的响应幅值有一定影响。

钢悬链式立管涡激振动流固耦合非线性分析方法研究

随着油气资源勘探和开发活动不断向深海发展,钢悬链式立管(SCRs)成为深海浮式生产系统油气输送的首选立管,涡激振动是钢悬链式立管设计的核心问题。运用柔性索理论,采用具有弯曲刚度的大挠度细长梁模型模拟SCR,并根据提出的钢悬链式立管非锁定区考虑流固耦合的两向涡激振动模型,研究立管尤其是触地点处的涡激振动特性,算例表明,考虑流固耦合的两向涡激振动模型能够较好的模拟钢悬链式立管的涡激振动,可进行均匀流场中涡激振动的研究分析;钢悬链式立管触地点处的涡激振动响应较大且复杂,应作为SCR涡激振动研究的关键点。

海床土刚度非线性的钢悬链式立管响应分析

基于大挠度柔性梁理论和弹性基础梁理论,本文建立了钢悬链式立管与海床土非线性相互作用的数学模型。用大挠度柔性梁来模拟立管的悬垂段,用弹性基础梁来模拟立管的触地段。其中触地段海床土的刚度根据管线与海床土相互作用的载荷位移曲线P-y来确定,更真实地模拟海床基础。研究表明:基于该模型开发的程序能与商用软件OrcaFlex较好地吻合,由于所开发程序可以采用较大的计算单元,其计算时间大大减少。与线性海床模型相比,通过该模型计算得到的立管触地点附近的疲劳损伤增幅1~3倍,有利于安全的设计。

非线性海床土对钢悬链式立管触地点动力响应和疲劳损伤影响分析

基于钢悬链式立管(SCR)动力分析程序CABLE3D,采用大挠度柔性梁理论建立SCR的运动方程,将线性海床模型扩展为考虑海床土吸力的非线性海床模型,采用非线性有限元方法对控制方程进行离散,时域内积分采用Newmark-β法,开发出新的计算程序。通过算例分析上部浮体垂荡运动幅值、海床土剪切强度、海床土剪切强度梯度对SCR触地点区域动力响应和疲劳损伤的影响。分析结果表明:SCR触地点区域动力响应和疲劳损伤对上部浮体垂荡运动幅值和海床土剪切强度的变化较为敏感,疲劳损伤在触地点区域最大,远大于悬垂段和流线段,在设计过程中应采取一定的加强措施。

非线性管土作用下钢悬链式立管动力响应分析

钢悬链线立管(SCR)在上部浮体运动和波流荷载激励下会与海床土相互作用,传统的线性海床模型假定荷载位移关系是线性的,没有考虑管土相互作用的非线性过程和海床土吸力的影响,本文基于大挠度柔性索理论的钢悬链式立管动力分析程序CABLE3D,将立管受到线性海床的弹性支撑力扩充为立管受到的海床垂向力,充分考虑管土非线性相互作用,并考虑海床土吸力对钢悬链式立管触地点区域的影响,开发出新的动力分析程序。程序采用非线性有限元方法对控制方程进行离散,时域内采用Newmark-β法,求解给定上部浮体运动条件下,SCR的动力响应,通过算例对线性刚度海床和非线性刚度海床进行对比,并分析了不同海床刚度对SCR触地点动力响应和疲劳损伤的影响。结果表明:非线性海床刚度模型比线性海床刚度模型更接近真实的管土作用过程;在非线性海床刚度模型下,海床土刚度越大,SCR触地点区域垂向位移响应越小,应力幅值越大,疲劳损伤越严重。

考虑海底接触的钢悬链式立管触地点动力响应以及疲劳损伤分析

基于考虑接触的钢悬链式立管SCR(Steel Catenary Riser)触地点处的结构特性,分别采用了考虑管土分离的线性截断模型以及包含土体吸力效应的帽盖模型来描述P-y曲线。通过改变上端浮体的垂荡运动幅度、土体吸力系数以及海床刚度,对SCR触地点处的动力响应以及疲劳损伤特性进行了分析。分析结果表明,SCR触地点的垂向位移、弯矩、等效应力以及疲劳损伤均随着浮体垂荡运动幅度的增加而呈上升趋势。SCR触地点的垂向位移随着土体吸力系数的增大由高幅低频响应转变为低幅高频响应。SCR触地点的疲劳损伤随着海床刚度的增加呈现先稳定再增加再稳定的趋势。

悬链式曝气活性污泥法+活性砂滤工艺处理城镇污水的设计与运行

以康平县某污水处理厂为例,介绍了该水厂采用悬链式曝气活性污泥法+活性砂滤工艺处理城镇污水的工艺流程、设计参数、运行效果、工程投资和处理成本。该污水厂近期设计规模2.0×104 m3/d,远期设计规模4.0×104m3/d。进水COD、BOD5为320、180 mg/L,SS、TP、NH3-N质量浓度分别为180、4、30 mg/L。经工艺处理后,COD、BOD5、SS、TP和NH3-N的最佳去除率分别为90.76%、95.01%、95.01%、90.30%及85.01%。出水达到GB 18918-2002一级A标准。工程总投资6 500.28万元,处理成本为0.488元/m3,具有良好的经济效益和环境效益。

悬链式链斗卸船机主体机构有限元分析与结构改进

对悬链式链斗卸船机主体机构在工作状态和非工作状态2种工况下进行静态分析与计算,验证各部件的应力是否符合材料强度要求,根据有限元分析结果提出结构改进意见。

悬链式船舶链条机械磨损寿命预测准确度评估

为了提高悬链式船舶链条机械磨损寿命预测准确性能,设计了一种基于改进神经网络的悬链式船舶链条机械磨损寿命预测模型。首先对悬链式船舶链条机械磨损寿命预测研究现状进行分析,找到引起悬链式船舶链条机械磨损寿命预测精度的因素,然后收集悬链式船舶链条机械磨损寿命的历史数据,并采用BP神经网络建立悬链式船舶链条机械磨损寿命预测模型,并引入自适应遗传算法对BP神经网络的不足进行改进,最后采用仿真实验对悬链式船舶链条机械磨损寿命预测模型的准确度进行评估,结果表明,改进神经网络提高了悬链式船舶链条机械磨损寿命预测精度,预测结果比其他模型更加可靠。

悬链式锚腿系泊系统回接程序及关键技术要求

国内CALM海上安装及系泊回接施工经验少,缺少详细的指导程序及技术要求。本文总结CALM系泊回接安装项目经验,系统阐述了系泊回接的主要程序和关键技术要求,并通过实例中的数值分析给出回接完成的关键技术要求,指导回接施工的完成。

深吃水半潜式平台钢悬链式立管的强度性能

在传统半潜式平台的基础上设计深吃水半潜式平台,以达到更好的运动性能。采用三维势流理论,运用SESAM软件对平台进行水动力性能分析;运用HydroD模块对平台进行频域分析得到幅值响应函数等频域参数;运用DeepC模块对平台进行时域耦合分析,得到平台加系泊系统后的时域响应。基于深吃水半潜式平台对配套钢悬链式立管进行强度性能研究,得到立管在各个工况下的最大等效应力及其沿管长的分布。研究表明:半潜式平台在近端偏移状态下,钢悬链式立管产生最大等效应力,立管上部和触地段区域是强度的薄弱环节,触地段区域是钢悬链式立管壁厚等参数的重要控制因素。为深吃水半潜式平台的研究提供参考。

悬链式链斗卸船机挖料阻力的数学模型

基于散体力学的极限滑移理论，分析了悬链斗卸船机在挖取物料过程中斗刃的运动轨迹、物料的堆积表面及斗口处物料滑移线，根据所选研究对象的受力特性建立了挖料阻力的数学模型，并针对实例进行了验算．此模型模拟了实际挖料过程，反映了斗前角等因素对挖料阻力的影响，揭示了挖料阻力的变化规律，从而为悬链斗卸船机的设计提供理论依据．

对悬链式超声功率计测量误差的理论探讨

对在使用悬链式超声功率计测量时由于声源指向性所产生的误差进行了理论探讨 ,并对几个实例进行了数值计算 ,给出了相应的修正值 .

钢悬链式立管出平面涡激振动模态分析及试验验证

钢悬链式立管是目前应用最为广泛的一种深水立管形式,基于现有的钢悬链式立管出平面运动理论,提出了一个钢悬链式立管出平面涡激振动模型。该模型实现了钢悬链式立管涡激振动与刚体转动的耦合。基于该模型在CABLE3D基础上二次开发分析程序CABLE3D_Rotation模拟立管的出平面涡激振动。分析发现,考虑流固耦合作用的立管出平面涡激振动为一变频变幅的随机振动,对立管中下部响应影响较大,在立管动力分析中不应忽略。随后通过试验证明了钢悬链式立管动力响应中存在刚体转动模态,验证了提出的考虑流固耦合的非线性刚体转动模型的准确性。

悬链式链斗卸船机最佳填充率的自适应控制

自适应控制在生产过程控制中的应用已日趋广泛。本文介绍了悬链式链斗卸船机在卸矿过程控制中,应用自适应控制原理,保证拖动控制系统在不过载的情况下,链斗挖矿的最佳填充率,从而提高了系统的可靠性和卸矿机的高效率。文章着重介绍了控制器和自适应回路的设计方法及其系统的实现。

悬链式吊架在旧桥加固中的应用

虎门大桥1#、2#、3#和4#桥1997年建成通车，运营期间箱梁底板、腹板及翼板发生病害，经调查发现不少纵横向裂缝，需进行维修加固：其中2#、3#桥均为钢筋混凝土连续箱梁，净空高度大于16m；2#桥斜跨城市主干道，3#桥斜跨城市主干道T字平交道口。如采用封路施工，交通车辆分流困难且施工安全无法得到保障。为确保施工安全、减少支架搭设费用和方便施工，考虑到支架主要是承受施工人员荷载，相应较小，经多方比较，施工支架采用了悬链式吊架。

钢悬链式立管出平面运动刚体模态试验研究

钢悬链式立管为深海浮式生产系统油气输送的首选立管。基于钢悬链式立管刚体摆动模型,通过理论分析和模型试验,研究了钢悬链式立管出平面运动的动力学特性,验证了作者此前提出的钢悬链式立管出平面运动的刚体模态特征。研究表明,在海洋环境荷载作用下,波浪力和涡激升力引起的悬链式立管振动不仅有弯曲变形模态,也存在刚体摆动模态。对于钢悬链式立管,刚体摆动将使触地区产生附加弯矩,从而增大了应力、加速了疲劳损伤。