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时间:2018-11-12
《导管架储油平台的自振特性分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、导管架储油平台的自振特性分析:结合渤海埕北油田的某储油平台的工程实例,利用有限元软件ANSYS建立了导管架储油平台在罐内液体为空罐、半罐和满罐三种工况的有限元模型,分别对三种工况的有限元模型进行自振特性分析,获得三种工况下的频率和振型,并对结果进行对比分析,为导管架储油平台的设计提供参考。 Abstract:TheplatformplesinBohaiChenbeioilfieldreservoirisstudied.Finiteelementmodelforstorageplatformptytank,halfatankandfullta
2、nkareestablishedbyfiniteelementsoftentmodelinthethreeconditionsarestudied.Frequenciesandmodeshapesareobtained,andtheresultsareanalyzed.Itprovidesareferenceforthedesignofjacketplatform,甲板长23.1m、宽22.4m。4根主导管柱腿采用直径1580mm,厚40mm的特种钢管,平面撑杆分为四层,两个平面之间附有斜撑。支撑甲板主梁采用高1000mm工字钢,次梁采用高6
3、00mm的工字钢。各节点间均为焊接。 甲板上储油罐的尺寸为:罐壁高为12.3m;罐内液体最大允许高度为10.7m;储罐直径为18.9m;罐壁厚为10mm;底板中幅板厚度为10mm;边缘板厚度为12mm。 采用大型有限元软件ANSYS建立导管架储油平台的有限元模型。其中,平台甲板和甲板上的储油罐采用SHELL63单元模拟;支撑甲板的主、次梁采用BEAM188单元模拟;主导管采用PIPE59单元模拟[4-5];储罐内的液体采用FLUID80单元模拟;考虑罐内液体晃动和罐底和甲板间的作用,用接触单元CONTA173和目标单元TARGE170模拟
4、储罐和平台甲板之间的作用:①罐体与液体接触面之间设置接触对;②罐底与平台甲板接触并在之间设置接触对。空罐、半罐和满罐三种工况下导管架储油平台的有限元模型见图1。 2自振特性分析 采用子空间迭代法进行动力特性分析,考虑前20阶振型的影响,扩展模态也取20阶。得到三种工况下导管架整体的前3阶频率如表1所示,半罐和满罐工况下罐内液体的前3阶频率如表2所示。从表1和表2可以看出:①液体的晃动频率较低,一般晃动频率集中在0~1Hz之间,高阶频率主要是导管架整体结构的振动频率;②由于液体的存在,使得整个结构的质量增加,而且液体的晃动对储罐壁存在耦合作
5、用,导致满罐的频率大于半罐,半罐的频率大于空罐。 图2~图4分别为空罐、半罐和满罐三种工况下导管架整体的前3阶振型,从图中可以看出:①第1阶振型为整体平动,第2阶振型为整体转动,第3阶振型为甲板上储罐的振动;②三种工况下导管架整体振动形式基本一致。 图5和图6分别为半罐和满罐工况下罐内液体的前3阶振型,从图中可以看出:罐内液体的振动呈现典型的梁式振动振型,且半罐和满罐工况下罐内液体的振型基本一致。 3结论 本文结合渤海埕北油田的某储油平台的工程实例,利用有限元软件ANSYS分析了导管架储油平台在罐内液体为空罐、半罐和满罐三种工况的动力
6、特性,得出以下结论:①液体的晃动频率较低,一般晃动频率集中在0~1Hz之间,高阶频率主要是导管架整体结构的振动频率。②由于液体的存在,使得整个结构的质量增加,而且液体的晃:结合渤海埕北油田的某储油平台的工程实例,利用有限元软件ANSYS建立了导管架储油平台在罐内液体为空罐、半罐和满罐三种工况的有限元模型,分别对三种工况的有限元模型进行自振特性分析,获得三种工况下的频率和振型,并对结果进行对比分析,为导管架储油平台的设计提供参考。 Abstract:TheplatformplesinBohaiChenbeioilfieldreservoiri
7、sstudied.Finiteelementmodelforstorageplatformptytank,halfatankandfulltankareestablishedbyfiniteelementsoftentmodelinthethreeconditionsarestudied.Frequenciesandmodeshapesareobtained,andtheresultsareanalyzed.Itprovidesareferenceforthedesignofjacketplatform,甲板长23.1m、宽22.4m。4根主
8、导管柱腿采用直径1580mm,厚40mm的特种钢管,平面撑杆分为四层,两个平面之间附有斜撑。支撑甲板主梁采用高1000mm工字钢,次梁采用高600mm的工字钢。各节
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