導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)分析模型化及疲勞斷裂性能研究.pdf

1、固定式海洋平臺結(jié)構(gòu)分析涉及載荷、基礎(chǔ)、應(yīng)力等多個方面的研究,其工作量是非常龐大的.目前可用于固定式海洋平臺結(jié)構(gòu)分析的專用軟件有StruCAD*3D,SACS等,但它們的功能總是局限的.而通用有限元軟件又缺乏用于海洋平臺結(jié)構(gòu)分析的專用模塊,因而,結(jié)合現(xiàn)有的有限元分析軟件,開發(fā)相應(yīng)的專用分析模塊,應(yīng)用于海洋平臺的結(jié)構(gòu)分析研究是非常有意義的.另外,管節(jié)點是海洋平臺結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位,同時也是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失效破壞的最薄弱環(huán)節(jié),海洋平臺的失事很多都是

2、由于管節(jié)點發(fā)生疲勞損傷并進一步導(dǎo)致不安定斷裂所致,為此管節(jié)點的疲勞評估及斷裂性能研究也顯得尤為重要.本文的主要工作包括三個方面:首先對波浪理論及樁土分析理論做了研究,在此基礎(chǔ)上結(jié)合ANSYS結(jié)構(gòu)分析軟件開發(fā)了載荷計算模塊、樁基分析模塊,并驗證了其正確性;利用上述計算程序,建立了BZ-281平臺結(jié)構(gòu)分析模型,根據(jù)平臺所處海域的波浪資料,對BZ-281平臺進行了64種工況下的結(jié)構(gòu)分析,結(jié)合譜疲勞分析方法對平臺作了疲勞評估;最后通過研究裂紋體

3、網(wǎng)格剖分特點,提出了一種創(chuàng)建裂紋體有限元模型的簡便方法,根據(jù)該方法建立了一系列含表面裂紋的平板結(jié)構(gòu)模型,研究了裂紋前緣的單元邊長L與裂紋深度a之比對裂紋尖端應(yīng)力強度因子計算結(jié)果的影響,并將本文方法的計算結(jié)果與Newman-Raju公式計算結(jié)果作了比較.大量計算及分析表明本文編寫的結(jié)構(gòu)分析程序模塊可以應(yīng)用于工程實際,從而實現(xiàn)了鋼質(zhì)導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)分析模型化;同時通過對BZ-281平臺進行的疲勞分析,得出了該平臺可以繼續(xù)安全使用的結(jié)論.另外,