基于離散元-有限元方法的導(dǎo)管架海洋平臺冰激振動分析.pdf

1、導(dǎo)管架海洋平臺在服役過程中會受到風(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_的控制荷載。導(dǎo)管架平臺是由結(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，結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為無限平面殼體，極容易發(fā)生彎曲或屈曲破壞。海冰在風(fēng)、浪、流的推動下擠壓、撞擊導(dǎo)管架平臺的樁腿，形成對導(dǎo)管架平臺冰荷載。
　　通過對渤海導(dǎo)管架平臺的現(xiàn)場監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，平臺在海冰的持續(xù)作用下會發(fā)生冰激振動?？毂?，

2、大厚度的高強(qiáng)度海冰會造成平臺強(qiáng)烈的冰激振動。嚴(yán)重的冰激振動威脅著導(dǎo)管架平臺上油氣生產(chǎn)設(shè)備的安全運行，容易對平臺結(jié)構(gòu)造成疲勞損傷。冰激振動引起的振動加速度，造成平臺上工作環(huán)境惡劣，損害工作人員的身體健康。
　　導(dǎo)管架平臺不同的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)尺寸對冰荷載有著重大的影響。本文總結(jié)了導(dǎo)管架平臺的結(jié)構(gòu)特點，詳細(xì)分析了導(dǎo)管架平臺的導(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)管架海洋平臺為例，合理簡化結(jié)構(gòu)，建立了導(dǎo)管架

3、平臺有限元模型。
　　近年來，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，運移，斷裂過程。海冰與導(dǎo)管架平臺作用時，對海冰破碎過程的研究需要從連續(xù)介質(zhì)力學(xué)過渡到離散介質(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程中海冰的力學(xué)行為，準(zhǔn)確的計算出海冰對導(dǎo)管架平臺的冰荷載。本文應(yīng)用海冰離散元方法計算了導(dǎo)管架平臺的冰荷載時程。
　　結(jié)構(gòu)有限元分析有堅實的理論基礎(chǔ)、快速高效等特點。隨著ANSYS等大型商業(yè)有限