基于整体海洋平台模型的下落物体撞击数值仿真

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1、万方数据第9卷第6期解放军理工大学学报(自然科学版)V01．9No．62008年12月JournalofPLAUniversityofScienceandTechnologyDec．2008文章编号；1009-3443(2008)06—0687—06基于整体海洋平台模型的下落物体撞击数值仿真王林，周国宝，米旭峰(江苏科技大学土木与建筑工程学院，江苏镇江212003)摘要：针对海洋平台受落物撞击后的性能进行研究，采用非线性有限元数值仿真方法，探讨了落物撞击模型的建模技术和参数选取，建立了整体海洋平台模型，对落物

2、与平台的撞击进行了数值仿真，并分析了撞击全过程，得出下落物体撞击海洋平台过程中关于碰撞力、结构损伤变形及能量转换等的一般性规律。主要结论如下：海洋平台结构的碰撞损伤变形主要表现为弹性变形，绝大部分塑性变形发生在撞击区域；海洋平台整体具有较好的弹性变形性能，能够降低下落物体撞击引起的结构损伤；建模时必须建立整个海洋平台模型，以充分体现平台结构的整体性能。关键词：落物；撞击；海洋平台；数值仿真中图分类号：P751文献标识码：ASimulationofimpactloadbasedonfiniteelementmo

3、delofoffshoreplatformWANGLin，ZHOUGuo—bao，MIXu一五ng(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China)Abstract：AccordingtOthebehaviorofoffshoreplatformunderimpactload，nonlinearfiniteelementmethodwasadopted．T

4、hetechniquesofestablishingmodelandtheselectonofparametersinthemodelofdroppedobject—offshoreplatformimpactwerediscussed．Thewholeoffshoreplatformwasestablishedwiththeprocessdiscussed．Thecharacteristicsandconclusionsofimpactforce，structuraldamageandenergytrans

5、formationoffallenobjectswereinvestigated．Theresultsshowthatthemaindeformationoftheplat—formiselastic，thatmostoftheplasticdeformationconcentratesattheimpactedareaoftheplatformandthattheoffshoreplatformhasbetterflexibilitywhichcanreducethedamageofimpact．There

6、fore，theplatformshouldbebuiltupcompletelySOastoreflectthewholeperformance．Keywords：fallenobject；impact；offshoreplatform；numericalsimulation海洋平台处于复杂而恶劣的工作环境中，除去正常的工作载荷和环境载荷外，一些偶然性事故，如船与海洋平台的碰撞、下落物体、爆炸和火灾等也时有发生。这些偶然性事故一旦发生将对海洋平台造成严重的后果，导致结构破坏，甚至人员伤亡和环境收稿日期：20

7、08—09—04．基金项目；江苏省自然科学基金资助项目(BK2008586)I江苏省船舶先进设计制造技术重点实验室开放研究基金资助项目(CJ08003)．作者简介：王林(1963一)．男，剐教授；研究方向：船舶与海洋工程结构力学；E—mail：wLin40@163．colll．污染等问题。现有对于平台偶然性事故的研究主要集中在船与平台的碰撞，油气爆炸和火灾，而对下落物体对平台撞击的研究甚少。事实表明，海洋平台在进行起吊作业时，由于超载起升、操作人员的判断及工作失误等原因，是可能发生下落物体意外事故的。下落物体

8、的危险主要来源于起吊物体的掉落。英国能源部的统计数据Ⅲ表明，每次起吊时物体坠落的概率为2．2X10～。E．TebbettCz]对世界上100起需要修理的海上平台损伤原因进行了分析，其中由于落物所引起的损伤占到9％。1992年中海油H渤海6万方数据688解放军理工大学学报(自然科学版)第9卷号”平台因重物坠落击穿压载箱，面积达数平方米。近年来，在海洋工程领域钢质导管架平台结构得到了广泛的应用。本文将非