ABAQUS在深水顶张力生产立管模态分析中的应用

简要介绍了综合有限元分析软件ABAQUS并概述了结构模态分析理论。用ABAQUS对深水顶张力生产立管进行建模,并提取了其固有频率,对其进行了模态分析。研究了不同的立管顶张力对其固有频率的影响。

灾害海洋环境下TLP深水张紧式生产立管安全性评估

针对我国南海海域可能出现的超过百年一遇的灾害性海况,结合挪威船级社的DeepC以及ABAQUS软件,通过全系统耦合分析获得张紧式生产立管随TLP平台在灾害海况下的强迫运动,并考虑波浪、流等环境载荷的联合作用,研究TLP张紧式生产立管在灾害海况下的随机结构动力响应。根据广义极值理论对随机结果数据进行拟合后,基于相应规范进行强度分析,完成立管在灾害海洋环境下的安全性评估。

深水钻井隔水管-生产立管群干涉振动分析

当波浪、洋流流经钻井隔水管或生产立管时,管体和附近的流体会发生强烈的相互干涉作用,使其振动特征远比单管或者双管情况更为复杂。目前针对大雷诺数条件下,实尺寸钻井隔水管和生产立管群之间双自由度耦合干涉振动问题的研究还未见相关报道。为此,利用ANSYS-Fluent平台建立二维实尺寸钻井隔水管和生产立管群数值模型,采用SST k-ω模型和嵌套网格技术对流场域进行求解,并运用四阶Runge-Kutta法求解多管柱系统动力响应控制方程,通过自编流固耦合求解程序,实现流体与管柱之间相互耦合计算。研究结果表明:约化速度对钻井隔水管与生产立管群系统的干涉振动响应影响显著,在实际工程中,可以通过调节钻井隔水管或生产立管顶张力大小等方式改变其固有频率,或调节外形尺寸等方式改变约化速度,从而使管体脱离锁振状态,降低振动幅度;井槽间距的变化对柱群动态干涉响应的影响较小;立管群之间的干涉效应较双立管系统干涉效应有所差别,体现在中心位置的隔水管振动特性介于孤立状态和串列状态之间。所得结论可为海洋平台钻井隔水管与生产立管之间的干涉振动分析提供理论依据。

海洋生产立管接头特殊螺纹有限元分析

为了适应海洋水下生产立管的苛刻工况,设计了一种顶端张紧式生产立管螺纹接头,并采用有限元接触分析模型对该接头进行了相关的力学分析。通过Abaqus有限元软件计算对比了接箍螺纹与管体强度,模拟立管的上扣过程,计算最佳上扣扭矩,研究了该模型在上扣扭矩、上扣和内压、上扣和拉伸、上扣和拉伸及内压四种载荷下的密封性能。有限元分析结果表明,密封面接触压力随内压的增加而增加,单轴拉伸载荷使得密封面的接触压力有所减小,拉伸载荷和内压共同作用时密封面上的接触压力呈增加趋势,但是增加的幅度要比仅受内压作用时小。该海洋生产立管特殊螺纹的强度优于管体,密封性能可靠,满足设计要求。

顶张式生产立管模态分析数值模拟研究

顶张式生产立管是深水生产立管的典型形式,为了避免其产生疲劳破坏,设计、安装和维护过程中需要分析动力性能。基于ABAQUS进行了顶张式生产立管几何模型建模、附加质量模拟、单元离散、张力和重力作用下模态计算方法的研究,形成了顶张式生产立管模态数值模拟方法。计算了不同边界、单元类型和离散密度情况下结构的前10阶模态。通过分析得知,固支边界条件和简支边界条件下前10阶固有频率之间的差别基本稳定;单元类型和密度对高阶固有频率影响较大,建议在高阶模态分析时采用三节点梁单元,并提高网格密度。

海洋生产立管应力单根设计与制造方法研究

为了攻克海洋生产立管应力单根的设计和制造技术,建立了应力单根的理论模型,采用材料力学经典理论推导了应力单根结构设计和强度校核公式,给出了应力单根的设计和计算方法,建立了三维有限元分析模型。有限元计算结果表明,最大应力出现在应力单根最上端的外表面,按照相关标准进行强度校核,结果满足标准要求。同时介绍了应力单根常用的材料及其适用范围、应力单根焊接方法、深孔加工设备等制造工艺以及应力单根内外表面的防腐措施。

顶端张紧式海洋生产立管接头连接技术研究

为了加快海洋生产立管国产化进程,开展了海洋生产立管单根结构和疲劳寿命评价技术研究。介绍了焊接式接头、接箍式接头和快接式接头3种类型的结构及应用范围;提出了海洋生产立管单根材料与焊接的具体要求,明确了主管体和接头的材料成分及性能指标,给出了立管接头的选材建议;依据相关标准阐述了海洋生产立管全尺寸共振弯曲疲劳试验方法中标准选取、疲劳曲线选择及试验结果评价等,阐述了立管疲劳试验设计曲线、平均曲线和目标曲线之间的关系,推导了基于数理统计学的目标曲线计算公式。国外海洋生产立管的全尺寸疲劳试验结果表明,生产立管疲劳寿命高于相关标准规定的C类S-N目标疲劳曲线。

1500 m超深水海洋生产立管系统选型与配置研究

对顶端张紧式立管(TTR)系统的选型与配置技术进行了分析,介绍了生产立管系统关键装备的功能、结构特点及安装位置。在此基础上,考虑外立管、内部油管及原油等影响因素,计算确定了立管系统顶张力,完成了生产立管标准单根、应力单根的结构设计及立管系统其他作业装备的选型研究,通过系统选型与配置形成适用于1500m超深水、满足内压35MPa的生产立管系统,为我国开展生产立管系统关键装备研制与应用奠定了基础。

基于力学性能等效的混合式集束生产立管强度分析研究

混合式集束生产立管用于连接水下设施和浮式平台,是深水油气开发的重要组成部分。该类立管通常由中心管、油管、注水管、气举管和电缆等子结构构成,属于具有复杂横截面的细长结构。在其应力分析中,需要由梁模型分析其整体性能,由实体或壳模型分析其局部性能。本文通过理论推导给出了混合式集束生产立管的等效惯性矩计算方法,基于数值模拟计算了其等效极惯性矩;将混合式集束生产立管等效力学性能赋予梁单元,模拟了其整体响应并确定危险位置;针对危险位置采用实体单元进行了数值模拟,获得了局部模型的应力分布并基于规范进行了强度校核。以上方法兼顾计算效率和精度,为混合式集束生产立管的力学性能分析提供了有效手段。

对机立窑生产中有关问题的见解

在对目前立窑生产中的有关问题分析之后,提出了个人的见解,其目的在于促进立窑生产向着“增产、节能、提质、增效”方向发展,迎接水泥新技术标准的实施。

加强工艺管理 立窑生产优质道路水泥

加强工艺管理立窑生产优质道路水泥朱教群武汉工业大学在硅酸盐水泥熟料矿物中，Ｃ４ＡＦ是一种水化后收缩小，抗冲击性能强和化学稳定性好的矿物。它在熟料中脆性最小，耐动压性能非常好；相反，Ｃ３Ａ虽然早期强度较高，但其强度的绝对值不高，后期强度几乎不再增加，其...

小组立生产线技术研究

在船舶生产制造过程中,小组立作为船舶零部件的最小单元对其进行归类划分,建立小组立智能流水线,对实现船舶智能化生产具有重要意义。文章研究了在船舶建造中,缩短前道工序的作业时间,做好组立阶段先行小组立的部材装配和焊接,以提高小组立生产效率,减小工人负担。可作为小组立生产线施工作业指导,也可以为其他同行提供借鉴和参考。

小组立机器人装焊生产线总体设计研究

基于典型小组立工件的生产纲领,分析小组立工件的加工工艺,制订详细的加工工艺路线,对小组立机器人装焊生产线的工位进行总体布置设计。依据典型工件的生产纲领,从组成设备和系统集成控制2个方面对焊接机器人工作站进行设计研究。从生产节拍、工作人数、产品质量、生产连续性和生产管理等5个方面对小组立机器人装焊生产线与传统小组立生产方式进行对比分析。结果表明:相对于传统小组立生产方式,小组立机器人装焊生产线的生产效率更高,所需人数更少,产品质量更稳定、更优异;同时,具有生产连续性好、生产管理更智能化等特点,能达到提高生产效率、降低人数、改善焊接质量的目标,使小组立工件生产形成规模化、高效化和批量化的智能制造模式。

冰铜废渣在立窑生产中的应用

讨论了冰铜废渣的物理性质和矿化机理,探讨了采用冰铜废渣代替铁质原料并作为矿化剂时,配料方案的选择和冰铜废渣中FeO对液相量的影响,提出了液相量的最佳控制值以及冰铜废渣在立窑生产中的应用效果。

立窑生产中一种配料计算与调整方法

提出了在立窑生产中的一种配料计算与调整方法,运用作者推出的调整计算公式,可较快地将设计率值调准,具有较好的使用效果。

水泥立窑主要安全生产事故原因剖析及防范措施

本文从机械水泥立窑生产中易发生立窑喷窑的安全生产事故原因进行剖析,并提出有效的防范措施。

立窑采用烟煤稳定生产优质水泥的生产技术

一、项目简介根据水泥立窑的结构和煅烧特点,它仅适用于无烟煤(白煤)生产。我国水泥产量中85％以上来自于立窑生产,约有一万多条生产线,但无烟煤在我国的煤炭贮量中仅占17.55％。

浅淡无铁微球工艺在立窑生产中的应用

1.概述 GB/175-1999水泥产品质量标准对我国机立窑水泥产生极大的影响。此前的机立窑水泥各龄期抗压强度均要提高5-20％,才能达到新标准要求,同时国家还取消325#及以下通用水泥标准,达不到新标准的水泥将被淘汰,立窑水泥面临严峻的挑战。

立磨生产中出现的电气问题与应对策略研究

在高炉矿渣超细粉生产过程中需要利用立磨生产环节,超细粉磨的质量和工作效率关系到最终生产质量。因为立磨具有独特的优势,在粉磨过程中立磨属于重要的设备。论文首先论述立磨生产工艺,帮助相关工作人员掌握立磨生产的基本要素,其次根据常见的电气问题提出针对性的应对策略,提高整体工作效率,创新立磨控制系统,使系统的自动化水平不断提升,节省企业资源投入成本。