Wave load computation in direct strength analysis of semi-submersible platform structures

A wave load computation approach in direct strength analysis of semi-submersible platform structures was presented in this paper. Considering the differences in shape of pontoon, column and beam, the combination of accumulative chord length cubic parameter spline theory and analytic method was adopted for generating the wet surface mesh of platform. The hydrodynamic coefficients of platform were calculated by the three-dimensional potential flow theory of the linear hydrodynamic problem for platform with low forward speed. The equation of platform motions was established and solved in frequency domain, and the responses of wave-induced loads on the platform can be obtained. With the interpolation method being utilized, the pressure loads on shell elements for finite element analysis (FEA) were converted from those on the hydrodynamic computation mesh, which pave the basis for FEA with commercial software.A computer program based on this method has been developed, and a calculation example of semi-submersible platform was illustrated.Analysis results show that this method is a satisfying approach of wave loads computation for this kind of platform.

新型海底整平清淤平台总强度分析的关键技术

深中通道建设采用了中部大月池开孔的回字形浮式平台用于海底整平清淤工作,基于整平清淤平台的设计开发,分析确定回字形浮体结构设计的控制载荷工况,预报各控制设计工况的波浪载荷,并计算各工况下平台的结构总强度,探讨回字形浮式结构设计应关注的重点关键区域。梳理针对该类型浮式结构总强度直接计算的方法。结果表明,对于带有大开口的回形浮式结构,总强度计算中应重点关注结构整体扭转工况,结构设计中可采用在浮体角隅处设置抗扭箱型结构提高整体的抗扭能力。该研究可为回字形浮式结构或相似海洋工程结构物的结构设计提供参考。

风电安装平台坐底冲刷结构强度分析评估

以“泓邦号”风机安装平台为例,对坐底式风机安装平台在坐底冲刷工况下的结构强度进行分析评估。利用FEMAP软件建立结构有限元模型,采用NX-Nastran求解器对平台的整体结构强度进行计算和评估。在此基础上,对平台在不同冲刷掏空条件下的结构强度计算结果进行对比,为同类型风电安装平台在坐底冲刷工况下的强度分析提供参考。

重载平台精确调平方法的研究

为了提高重载平台调平的精度和速度,在一般调平原理进行研究的基础上,提出了一种新的调平方案。并针对支腿受力变形影响,提出了调节量的修正计算方法,保证了各支腿的受力基本一致,该方法使调平过程稳定,速度快,适用于各种设备的调平。

老龄导管架式海洋平台极限承载力分析

以埕岛油田某导管架式海洋平台为例，研究了服役中后期老龄海洋平台的极限承载力。首先，考虑服役中后期的老龄平台结构腐蚀损伤等情况，建立不同的有限元模型；进行了波浪力、冰力等荷载的计算；最后，考虑材料非线性和几何非线性，当载荷沿平台的不同方向作用时，计算平台桩顶的最大位移与横向载荷的关系曲线，根据位移与载荷曲线计算平台的极限承载力，利用强度储备系数分析了平台的安全强度储备。

导管架平台强度分析

采用有限元分析软件MSC.PATRAN/NASTRAN,对渤西QK18-2导管架平台建立整体结构计算分析有限元模型.根据美国石油协会API(American Petroleum Institute)规范分析确定了平台的环境荷载并进行了荷载组合,确定结构计算分析的主要工况,计算了典型工况下的整体结构应力;并通过对平台整体结构应力状态的分析,找出平台应力幅值较大的管节点进行了强度校核,为导管架平台的结构设计提供了分析方法.

老龄自升式平台极限承载能力分析

对某自升式钻井平台在完好状态和受损状态下的极限承载能力作了研究。通过逐级增加载荷的方法，对平台结构进行非线性分析，具体依据基础约束模型、载荷类型、载荷作用力方向，得到36种计算工况，分别进行完好平台和老龄平台的极限承载分析。根据结构极限状态判定准则分析得出平台的极限承载能力，计算平台的强度储备系数RSR，从而分析平台的强度储备。同时，研究分析了老龄平台在受损状态下对强度储备的影响，最后根据计算结果，对老龄平台的安全状况进行评估。

复杂环境下CFRP-高强混凝土界面性能有限元分析

利用ABAQUS有限元分析软件,对持续荷载与冻融循环耦合作用下以及持续荷载与干湿循环耦合作用下CFRP加固高强混凝土双面剪切试件的界面黏结性能试验进行有限元模拟,将模拟结果与已有试验结果进行对比。结果表明:有限元模拟的计算值与试验结果吻合较好,2种复杂环境均会造成黏结界面的损伤,随着冻融循环与干湿循环作用次数的增加,试件界面的极限荷载、极限端部黏结滑移均随之降低,持续荷载的施加使降低程度加剧。在验证模拟结果正确的基础上,进一步分析试件的破坏形态的变化规律,在冻融循环作用下,试件发生混凝土内部剪切破坏;随着干湿循环作用次数的增加,试件的破坏方式由混凝土内部剪切破坏逐渐转变为界面的黏结破坏。

环境载荷下智能变电站预制舱结构强度有限元分析

基于模态叠加法计算了预制舱在9度抗震设防烈度载荷下的响应谱,建立了预制舱构件变形量对刚度与强度的影响数学模型并计算了预制舱在环境载荷下的形长比。仿真结果表明,预制舱结构满足35cm积雪、12级台风和9度抗震设防烈度载荷要求,形长比计算结果表明预制舱横向刚度具有优化空间。研究方法可用于复杂框架式结构的强度与刚度计算和评估。

井组平台环境载荷计算和强度分析

通过对一井组平台进行环境载荷计算和结构分析,为该类型平台的结构优化设计、总体布局和使用维修提供依据。

南海固定式平台极限承载力分析方法研究

本文提出对南海海域环境荷载下服役的固定式导管架平台的极限承载力分析的特殊方法,并运用实例计算,证明这一方法的正确性和实用性。

半潜平台总体强度评估的谱分析法和设计波法对比

采用谱分析方法对半潜平台进行总体强度评估,验证了谱分析方法的可操作性。利用谱分析法计算平台关键连接部位处的应力水平,并与采用设计波法得到的应力结果进行比较,讨论两种方法之间的相关性。计算表明,谱分析法与设计波法存在一定的相关性,谱分析法的计算结果相对准确可靠,设计波法的计算精度依赖于选取的特征载荷工况,且目前规范推荐的载荷工况不够全面。本研究成果可为类似平台的总体强度分析提供参考。

堆煤荷载下软土-群桩-承台体系三维数值分析

为了探讨软土场地中堆煤荷载作用下邻近群桩承台体系受力变形特性,以马来西亚某大型储煤场为具体工程背景,基于大型有限元数值计算平台ABAQUS建立可考虑空间刚度效应的堆煤荷载作用下软土-群桩-承台体系三维非线性数值模型,对既定场地群桩承台基础方案进行受力变形分析和安全性评价.结果表明,在堆煤荷载作用下,靠近堆煤侧桩体侧向位移最大,在软弱夹层深度范围内桩体内力变化存在突变现象;在边承台桩身中部和底部,以及中承台桩顶与承台连接处存在拉应力集中区.

深水桁架式Spar平台总体结构强度评估

为设计出安全、可靠的桁架式Spar平台结构,针对桁架式Spar平台的结构特点和受力特征,以平台结构整体的弯矩、剪力为控制内力确定控制荷载工况,并结合ABS规范对平台结构进行了强度校核。首先介绍了桁架式Spar平台结构强度校核的分析流程;然后建立了考虑系泊、立管系统的Spar平台耦合运动模型,并进行了平台水动力分析,确定了平台最不利荷载工况;最后基于准静态分析方法和局部精细化有限元模型,对最不利荷载工况下平台结构进行了强度分析,并根据规范对平台主体结构进行了强度校核。结果表明:平台关键连接部位应力水平很高,应力比都超过了0.9,评估结果可为类似平台结构的分析和强度设计提供参考。

C-T Spar平台主体结构总强度初步分析

在C-T Spar平台主体结构初步设计的基础上,参照API规范,利用DNV/Wadam软件对波浪载荷进行预报,同时对平台主体结构在作业状态下的总强度进行了有限元计算,得到平台主体变形和应力分布规律。对Spar平台的结构强度分析为今后国内深水平台的设计研究提供借鉴。

波浪作用下海上风电联结变压器动力特性及响应分析

为研究海上风电联结变压器在波浪作用下的振动特性及疲劳安全性能,以某公司生产的联接变压器为依据建立仿真模型,采用线性波理论和Morison方程建立起波浪荷载的加速度时程,对模型进行了动力时程分析。结合雨流计数法,采用S-N曲线和Miner线性累积损伤理论与分析方法对应力薄弱部位进行了疲劳分析。结果表明,在波浪荷载下结构的应力主要集中在升高座与油箱的连接部位,外伸结构如联管的位移较明显,结构在设计寿命期不会疲劳破坏。

新型Spar平台安装扶正过程运动及强度分析

介绍一种新型多立柱Spar平台的安装扶正方法。采用准静态分析方法,设计了平台扶正前的硬舱装载方案及扶正竖立过程的软舱加载方案,并预测了平台扶正过程的运动历程。在Spar平台扶正过程中,对典型倾斜工况计算关键截面处的弯矩及剪力分布,求出最大剪力和弯矩,及其出现的截面位置和平台倾角。

双体式开发平台方案研究

以双体式开发平台为研究对象,提出结构改造方案并进行运动、结构性能研究,介绍改装双体式平台的连接桥结构设计思路。以三维势流理论为基础,运用SESAM软件对平台运动、载荷响应进行数值分析,利用谱分析方法并结合该海域波浪统计数据,进行运动及载荷响应长期预报;结合设备的极限工作状态要求,进行各季节作业窗口的短期预报,研究设备可操作环境区间,从而评估方案的可行性和经济性。基于谱分析设计波方法,确定平台的设计载荷,进行有限元波浪载荷直接强度分析及校核。为加强连接桥结构等关键区域,提出了双体式开发平台结构的改造方案,为平台的进一步设计提供分析基础。

深水半潜平台的环境载荷分析

通过对南海水域环境下的深水式半潜生产平台的自存和作业两种工况的风载荷、波浪载荷和海流载荷计算,得到该平台的环境载荷特点,从计算结果看,风载荷、流载荷和波浪载荷对平台的影响相近,因此,在确定系泊系统的设计时,这三个因素的影响都不可忽视。

半潜式平台在波浪载荷抨击下的强度分析

下甲板受波浪载荷抨击时的强度分析是在半潜平台的基本结构设计与分析过程及总体分析相关送审报告的一项重要内容,在结构设计过程中需要完全地考虑波浪载荷冲击力对下甲板的作用.在水动力完成气隙分析之后,采用有限元分析法及公式计算法对烟台中集来福士在建的一型半潜平台下甲板受波浪载荷抨击时的强度进行分析计算对比,结果表明二者都可以完全地进行强度分析校核,但是公式计算法可以避开考虑波浪载荷抨击到下甲板的时间的同时性,能够方便快捷地给出参考结果并提供可接受的修改措施,有利于快速地实现对基本结构设计的优化和改善,确保总体强度分析结果的合理性.