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1、陈荣•在自升式平台结构强度分析中的应用丫在自升式平台结构强度分析中的应用陈荣广州船舶及海洋工程设计研究院广州摘要作为海洋油气资源开发的基础性设施,海洋平台的安全特性越来越受到人们的重视。本文以某自,,、升式平台为研究对象基于大型有限元分析软件软件平台分别采用的静力分析模态分析研究了平台在风、流和波浪联合载荷作用下的受力特点,获得了平台的模态振动规律。分析结果显示,该平台具有较好的抗风、抗波浪力能力,但应避免平台的低频振动,而且平台桩腿始终是其较为薄弱的构件。关键词自升式平台结构分析振动一,一,,,,一,,一,,,。月青局部
2、结构的受力状态给予准确计算笔者借助于大型软件的强大功能,以某一自升式海、,自升式平台由平台桩腿和升降机构组成洋平台为研究对象,通过建立适当的平台有限元,。平台能沿桩腿升降一般无自航能力年美模型,分析平台在风、海流和海洋波浪联合载荷,国建成第一座自升式平台这种平台对水深适应,下的受力状况同时针对各种振动载荷对海洋平,,,性强工作稳定性良好发展较快约占移动式台的影响,进行平台的模态分析,从而为海洋平。,。钻井装置总数的工作时桩腿下放插人海底台给出较为全面的结构安全状况评价【‘〕平台被抬起到离开海面的安全工作高度,并对桩腿进行预
3、压,以保证平台遇到风暴时桩腿不致下自升式平台模型陷。完井后平台降到海面,拔出桩腿并全部提自升式平台,不但作为目前世界上近海石油起,整个平台浮于海面,由拖轮拖到新的井位。开发应用较广泛的一种海洋平台结构型式,还发自升式平台作为海洋油气资源开发的基础性设施,。,展出了自升式炸礁平台自升式起重平台和海上生产作业和生活的基地其安全性能是确该类型的海洋平台由上部结构和基础结构两部分保海上油气生产和作业人员人身安全的重要保。、、。组成上部结构指平台的甲板梁板立柱等结障但由于海洋平台所处的海洋环境十分复杂和,,、、构基础结构又叫支承结构
4、由中空的桩腿组恶劣风波浪海流和潮汐及其他不确定载荷。成等各种动静载荷往往对平台结构的安全构成极大,。,根据该平台的结构特点建模中采用了梁元的威胁因此长期以来人们采用多种手段来分,、,和板壳元的适当组合将平台模拟为空间板壳析研究各种载荷对海洋平台的影响情况试图从。、。、梁的组合结构其中梁单元用于模拟桩腿强横根本上解决其安全问题但海洋平台结构复杂、、、体积庞大,传统的分析方法由于计算过程繁杂、梁底肋板纵析舱壁垂直和水平扶强材等强力构件,板壳单元用于模拟主甲板、底板、船体计算量大等原因难以对平台整体的安全状况及各。外围板以及舱壁
5、板等结构板壳单元主要采用三,,。作者简介陈荣一男硕士研究生。,结点和四结点平板壳元对于平台附属结构比收稿一一日期广东造船年第期总第期如甲板室、直升机平台、横向轨道、悬臂梁、钻时,波浪载荷主要作用在尺度较小的桩腿上,桩、,,,杆堆场吊机等没有直接进行建模而是通过施腿之间的距离也比较大相互影响比较小故可。,加局部重力载荷在主体结构上加以考虑风载荷以当作小尺度孤立桩柱来考虑从而可以根据规的计算中包括了未建模构件受到的风力。范采用公式来计算波浪力本文采用本平台桩腿和平台的连接是通过齿轮齿条啮公式和基于绕射理论的水动力软件合系统来实
6、现的,二者之间通过齿轮齿条来传递两种方法进行计算,两种计算结果比较接,。竖向力同时平台升降室壁有导向结构来约束他近【。本们之间的水平位移在建模时通过节点祸合来模自升式平台的设计环境条件是有义波高。,,最大风,,拟二者之间的上述约束关系另外平台升起状速耐最大流速耐由此,。,态时桩腿底部边界条件采用铰接得到的风载荷为作用在单根桩腿上的波需要注意的是,当板梁复合弯曲时,必须考浪力,作用在单根桩腿上的海流力为、。虑板梁中和轴不重合所导致的偏心问题在建。立模型时,根据平台结构的真实尺寸,分别赋予梁单元相应的偏心值,从而使得计算模型和
7、真实结构分析结果。结构相吻合在上述风、浪、流载荷的联合作用下,平台的上部结构变形及应力较小,而桩腿承受的弯矩较大,变形明显。。图为平台在联合载荷作用下的应力图图为平台在联合载荷作用下的位移等值线环境载荷,风载荷计算风是空气从气压大的地方向气压小的地方流动形成的。气流一遇到结构的阻塞,就形成高压气幕。风速愈大,对结构产生的压力也愈大,从而使结构产生大的应力和变形。因此,平台风载。是风以速度的形式通过压力施加给平台的由于一般风的记录资料都以风速来表示,所以必须明。确风速与风压之间的关系本文根据中国船级社《海上移动平台人级与建造
8、规范》给出的公式进。行计算海流载荷海流方向取可能出现的对平台危险性最大的方向,一般与风向相同。波浪载荷波浪载荷的计算比较复杂,其计算方法直接影响计算的准确度,由于自升式平台在升起状态陈荣•在自升式平台结构强度分析中的应用海洋平台的模态分析频率的平台模态分析是研究平台在动载荷作用下安。全性能的一项重要工作
