基于離散元-有限元方法的導(dǎo)管架海洋平臺(tái)冰激振動(dòng)分析.pdf

1、導(dǎo)管架海洋平臺(tái)在服役過(guò)程中會(huì)受到風(fēng)、浪、流、冰等環(huán)境荷載的作用，其中冰荷載作為結(jié)冰海域?qū)Ч芗芷脚_(tái)的控制荷載。導(dǎo)管架平臺(tái)是由結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，材料強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)力學(xué)性能好。海冰的材料強(qiáng)度低，大片的平整冰漂浮在海面上時(shí)，結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為無(wú)限平面殼體，極容易發(fā)生彎曲或屈曲破壞。海冰在風(fēng)、浪、流的推動(dòng)下擠壓、撞擊導(dǎo)管架平臺(tái)的樁腿，形成對(duì)導(dǎo)管架平臺(tái)冰荷載。
　　通過(guò)對(duì)渤海導(dǎo)管架平臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，平臺(tái)在海冰的持續(xù)作用下會(huì)發(fā)生冰激振動(dòng)?？毂?，

2、大厚度的高強(qiáng)度海冰會(huì)造成平臺(tái)強(qiáng)烈的冰激振動(dòng)。嚴(yán)重的冰激振動(dòng)威脅著導(dǎo)管架平臺(tái)上油氣生產(chǎn)設(shè)備的安全運(yùn)行，容易對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)造成疲勞損傷。冰激振動(dòng)引起的振動(dòng)加速度，造成平臺(tái)上工作環(huán)境惡劣，損害工作人員的身體健康。
　　導(dǎo)管架平臺(tái)不同的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)冰荷載有著重大的影響。本文總結(jié)了導(dǎo)管架平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，詳細(xì)分析了導(dǎo)管架平臺(tái)的導(dǎo)管架、樁基和甲板的結(jié)構(gòu)形式和尺寸要求。以渤海遼東灣JZ20-MUQ導(dǎo)管架海洋平臺(tái)為例，合理簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，建立了導(dǎo)管架

3、平臺(tái)有限元模型。
　　近年來(lái)，海冰離散元方法取得了良好的發(fā)展，能準(zhǔn)確的模擬海冰的生消，運(yùn)移，斷裂過(guò)程。海冰與導(dǎo)管架平臺(tái)作用時(shí)，對(duì)海冰破碎過(guò)程的研究需要從連續(xù)介質(zhì)力學(xué)過(guò)渡到離散介質(zhì)力學(xué)。具有粘結(jié)-破碎功能的海冰離散元方法能很好的模擬這一過(guò)程中海冰的力學(xué)行為，準(zhǔn)確的計(jì)算出海冰對(duì)導(dǎo)管架平臺(tái)的冰荷載。本文應(yīng)用海冰離散元方法計(jì)算了導(dǎo)管架平臺(tái)的冰荷載時(shí)程。
　　結(jié)構(gòu)有限元分析有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)、快速高效等特點(diǎn)。隨著ANSYS等大型商業(yè)有限