冰激动载荷下自升式平台桩腿结构的安全评估

为了保证自升式平台冬季在冰区海域安全作业,应对桩腿结构在动冰载作用下的强度进行评估。应用ANSYS软件建立自升式平台和冰相互作用的仿真计算模型,实现了自升式平台结构的冰激瞬态动力分析,提出冰激动载荷下平台桩腿的静强度和疲劳强度校核的计算流程。对渤海某自升式钻井平台桩腿进行了强度校核,计算出不同海冰参数下平台桩腿的冰激疲劳损伤。计算结果表明,该平台的桩腿在冰激动载荷下的强度满足安全要求,冬季继续在冰区海域进行钻井作业是可行的。     

自升式钻井平台结构疲劳寿命分析

以“南海一号”自升式钻井平台为工程研究对象，提供了一个估算在随机波浪力 作用下平台结构疲劳寿命的实用可行分析方法，编制了相应的计算机程序，对我国海 洋平台结构的可靠性分析具有一定的实际意义。     

风暴状态下自升式平台非线性动力分析模型

以风暴状态下的自升式平台为研究对象，建立了用于分析平台结构的非线性动力模型。该模型采用改进的Newwave模型描述随机波浪，借助非线性弹簧模拟平台结构的桩-土之间的相互作用，综合考虑了影响平台结构动力响应的动力敏感性、非线性以及波浪载荷的随机性因素；同时以波面极值出现前后的若干载荷循环作用下的结构响应结果作为对平台结构响应的估计，大大节省了计算时间。建立了简化的三维有限元结构模型。通过具体实例分析，给出了使用该模型进行风暴状态下自升式平台动力响应的计算步骤，并对分别采用非线性弹簧模型和传统的铰接模型时的平台结构动力响应进行了对比。计算结果表明，风暴状态下自升式平台甲板位移响应极值服从对数正态分布。使用该模型进行自升式平台动力响应分析时，能够兼顾模型复杂程度和计算效率，这为今后进行自升式平台结构动力可靠性分析奠定了基础。     

自升式平台桩腿防腐蚀技术研究

应用外加电流法阴极保护技术,通过传动机构将辅助阳极及参比电极下放至海底;对比固定式高纯锌参比电极,桩腿的电位始终保持在100—250mV范围内（国标中相对于高纯锌参比电极保护电位为O-250mV）;对比便携式参比电极（Cu／CuSO4）,桩腿的电位基本在-900mV左右,（国标中相对于Cu／CuSO4参比电极保护电位为一850一-1100mv）。结果表明采用外加电流法阴极保护技术,将电极通过电缆投入海水后,能够较好的对圆柱形不可进水式桩腿进行保护,是对自升式平台桩腿防腐蚀技术安装工艺的积极探索。     

风暴状态下自升式平台非线性动力分析模型

以风暴状态下的自升式平台为研究对象 ,建立了用于分析平台结构的非线性动力模型。该模型采用改进的NewWave模型描述随机波浪 ,借助非线性弹簧模拟平台结构的桩—土之间的相互作用 ,综合考虑了影响平台结构动力响应的动力敏感性、非线性以及波浪载荷的随机性因素 ;同时以波面极值出现前后的若干载荷循环作用下的结构响应结果作为对平台结构响应的估计 ,大大节省了计算时间。建立了简化的三维有限元结构模型。通过具体实例分析 ,给出了使用该模型进行风暴状态下自升式平台动力响应的计算步骤 ,并对分别采用非线性弹簧模型和传统的铰接模型时的平台结构动力响应进行了对比。计算结果表明 ,风暴状态下自升式平台甲板位移响应极值服从对数正态分布。使用该模型进行自升式平台动力响应分析时 ,能够兼顾模型复杂程度和计算效率 ,这为今后进行自升式平台结构动力可靠性分析奠定了基础。     

自升式平台桩腿各构件对桩腿强度影响规律探讨

根据ABS规范以及AISC规范,计算了不同桩腿节距高度和主弦杆间距的自升式平台的等效桩腿刚度、风暴自存工况强度及不同弦杆和撑杆壁厚的自升式平台风暴自存工况强度,得出了桩腿节距高度、主弦杆间距、弦杆和撑杆剖面壁厚对桩腿强度的影响规律,从而对自升式平台的桩腿选型、优化设计及结构加强起到一定指导意义.     

沉垫自升式平台迁移工况桩腿力学研究

以普通自升式平台桩腿弯矩分析为基础,研究沉垫自升式平台迁移工况下桩腿的弯矩情况。建立沉垫自升式平台横摇力学模型,对平台迁移工况下的横摇状态进行力学分析,分别推导普通自升式平台和沉垫自升式平台桩腿惯性弯矩及总弯矩公式,并分析沉垫位置与桩腿弯矩的关系。以某沉垫自升式平台为例,研究沉垫处于不同位置时桩腿弯矩的变化规律,并与相同状况下的普通自升式平台桩腿弯矩情况进行对比。研究结果表明:沉垫的存在会增大桩腿在主甲板处的惯性弯矩;主甲板以上桩腿长度减小,沉垫与主甲板的距离增大,则风力、重力产生的弯矩减小,惯性弯矩增大。惯性弯矩是总弯矩变化的决定因素。随着沉垫的下降,桩腿总弯矩呈线性上升。     

基于锌加涂层的自升式海洋平台桩腿防护

该文介绍了自升式海洋平台桩腿常规涂装方案存在的问题,介绍了采用锌加涂层方案对桩腿飞溅区及全浸区进行防护的优点及配套方案,并对锌加涂装方案对自升式平台桩腿的防护年限进行了测算.     

自升式平台试验中桁架腿等效方法研究

在桁架自升式平台模型试验中,由于在制作模型时不能将桁架腿直接按比例缩小,故需要将其等效为圆柱腿．根据水中受力相似的基本思路,利用ANSYS软件,提出确定等效圆柱腿外径的方法,并分析了试验中波高、波周期对等效外径的影响．     

DSJ-300自升式平台风暴环境生存能力

为评估自升式平台的安全性,采用有限元理论对大连船舶重工集团有限公司设计的DSJ-300自升式平台进行强度分析,考虑了多种风、浪、流、水深等环境参数的组合以及平台安全条件．通过利用C#语言编写计算程序得到了风暴环境图谱,其结果合理,可用于评估自升式平台在风暴中的生存能力,指导平台安全措施的制定．     

多荷载联合作用下含穿透裂纹接管安全评定

对多种荷载联合作用下含缺陷压力容器的安全评定目前仍无可靠方法.采用三维有限元方法,对含肩部穿透裂纹接管在内压和弯矩联合作用下安全评定所需的断裂比和荷载比进行求解.研究表明,断裂比可根据内压和弯矩作用下裂纹的应力强度因子KIs得到,KIs为仅受内压下应力强度因子与仅受弯矩下应力强度因子的线性加和.荷载比由实际外载、内压作用下接管极限内压p与弯矩作用下极限弯矩m求出,给出了内压和弯矩联合作用下接管极限荷载与p、m的关系.所得结论可用于内压和弯矩作用下含肩部穿透裂纹接管的安全评定.     

自升式平台齿轮齿条损伤温度检测方法

基于ANSYS有限元软件建立某自升式平台升降系统齿轮齿条啮合三维有限元模型,分析齿轮齿条啮合过程中轮齿温度场分布。在此基础上,建立磨损、点蚀、裂纹损伤齿轮模型,对比分析损伤齿轮与完整齿轮啮合过程中温度场分布的差异。结果表明:利用高精度红外热像仪可以准确捕捉啮合过程中轮齿温度场分布;温度场检测是自升式平台升降系统齿轮齿条无损检测的一种新方法。     

冰激柔性锥体振动实验研究

针对冰激柔性锥体振动实验研究开展得很少的现状,利用DUT-1非冻结可破碎模型冰进行了冰速变化时冰激锥体振动的室内实验模拟．模型锥体材料采用普通钢材,设计了更为贴近实际的多自由度锥体结构模型,应用改进的动态载荷时域识别方法,依据结构的位移、加速度和应变等混合动态响应,识别了冰-锥体结构动力相互作用过程中的动冰力．实验结果表明,冰激柔性锥体振动是一种以低频振动为主、间歇性的随机受迫振动和自由阻尼振动,作用于锥体上的动冰力频率成分丰富．     

自升式海洋平台提升齿轮箱啮合特性分析

为研究和改善自升式海洋平台提升齿轮箱的传动性能,在分析提升齿轮箱的结构和传动原理的基础上,采用MASTA建立分析模型,进行啮合特性分析;考虑重合度开展了提升齿轮箱宏观参数优化,分析了重合度对该齿轮箱啮合特性的变化规律。结果表明,正常提升和预压提升两种工况下,提升齿轮箱后3级各齿轮副的传递误差峰峰值偏大;优化后,各齿面最大接触应力小幅减小,各齿轮副的传递误差峰峰值总体减小,各齿轮副的啮合刚度均值总体增大,优化后提升齿轮箱的传动性能得到改善。     

海上自升式钻井平台桩靴穿刺现象的数值分析

分析多层土条件下,桩靴承载力和孔穴的变化规律,揭示桩靴发生穿刺现象的实质;进一步提出桩靴极限安全深度的概念,系统描述上、下土层强度比、上层土相对厚度、下层土标准化抗剪强度和土体强度非均匀系数等参数变化对桩靴承载力的影响;给出适用于工程使用的上硬下软黏土中桩靴承载力系数的计算方法。研究结果表明:桩靴发生穿刺的深度主要受到上层土相对厚度、上层土强度和上下土层强度比的影响;标准化抗剪强度系数和土体强度不均匀性系数对于桩靴承载力系数极限值的影响都不超过5%,地基土最终承载力与上层土无关,取决于下层软土的强度。     

抽屉式卸料平台安全性研究

以CPT-2抽屉式卸料平台为例,在分析卸料平台荷载工况的基础上,通过静力荷载试验,系统研究各工况下抽屉式卸料平台构件的应力、挠度、内力以及平台整体性,分析验证抽屉式卸料平台结构的本质安全性。然后,运用MIDAS有限元软件,模拟分析了卸料平台正常使用工况与极端使用工况下的使用安全性,可为该型卸料平台的设计改进提供参考。     

循环荷载作用下土质边坡动力响应分析

为研究土质边坡对循环荷载作用的动态响应规律,通过有限元对不同工况下土质边坡的振动响应进行模拟。结果表明,当循环荷载位置及加载频率一定时,边坡各测点竖向加速度、位移和速度响应峰值随循环荷载振幅增大而增大,且加速度和速度大致呈线性关系;各测点响应峰值随边坡高程变化而变化,测点离振源越近,动力响应越剧烈,响应增幅越大;当循环荷载位置及振幅一定时,边坡在1.5~2.5 Hz频段出现强响应,产生对其不利的共振现象;当循环荷载振幅及频率一定时,边坡的响应峰值随着荷载位置距坡肩距离(L)减小而增加,当L超过10 m后边坡振动响应变化幅度趋于不变。研究结果对认识循环荷载对土质边坡的影响及合理评价边坡工程环境振动具有重要的工程应用价值。     

双向荷载下多裂纹弹塑性双参数断裂分析

运用J-A2双参数理论,对具有共线双裂纹的平板进行弹塑性断裂分析.采用ABAQUS有限元分析软件,分别计算单向加载及双向加载,在不同载荷比时,具有不同裂纹尺寸与不同裂纹间距情况下主裂纹的断裂驱动力和约束参数.分析结果表明:与裂纹平行的横向荷载对裂纹尖端约束参数A2影响很大,在J-积分相同的情况下,横向荷载越大裂纹尖端约束水平越低;在单向加载情况下,随着相邻次裂纹长度的增加,主裂纹尖端约束水平提高;而在双向加载情况下,随着相邻次裂纹长度的增加,主裂纹尖端约束水平降低;但无论是单向加载还是双向加载,随着裂纹间距的增加,主裂纹尖端约束水平均降低.     

海洋平台局部振动模态分析

应用有限元分析软件,建立了W12 1上压缩机局部安装平台的有限元模型,并根据压缩机安装平台局部振动响应的周期与压缩机振动周期呈现较强一致性的现场测试结果,对模型进行了合理的简化。利用此有限元模型进行了振动模态分析。结果表明,平台结构的不合理所造成的平台局部刚度不足引起平台模态振动畸变,是引起平台振动过大的主要原因。增加平台横梁刚度和改变平台底部斜撑位置等措施能消除模态振动畸变,有效地抑制平台过大的振动。增加平台横梁刚度抑振措施适合已建平台的改造,而改变平台底部斜撑位置的抑振措施只适合在建平台。