含局部損傷導管架平臺結(jié)構(gòu)強度分析.pdf

1、海洋平臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價昂貴,與陸地結(jié)構(gòu)相比,它所處的環(huán)境條件十分復(fù)雜且惡劣,承受著多種隨時間和空間變化的隨機荷載,同時還要受到地震的威脅。海洋平臺還可能受到船舶的撞擊和生產(chǎn)作業(yè)引起的各種損傷,因此,科學地分析受損構(gòu)件對海洋平臺整體強度的影響,及時采取有效處理措施,可以延緩結(jié)構(gòu)損傷的進程,達到延長整體結(jié)構(gòu)使用壽命的目的。
　　 本文首先根據(jù)平臺的設(shè)計資料建立平臺的管單元模型,在三種工況下分別計算無損平臺的應(yīng)力,然后通過局

2、部實體建模,采用耦合節(jié)點的方法處理實體單元與線單元的連接,提出了一種含局部損傷海洋平臺整體結(jié)構(gòu)有限元分析方法,并對位置l處局部實體模型與全管單元模型在三種工況下的應(yīng)力、位移場計算結(jié)果進行對比,驗證采取的耦合節(jié)點的連接方法是可行的。
　　 以一位于渤海的現(xiàn)役導管架平臺為研究對象,該平臺由管件焊接而成,根據(jù)設(shè)計規(guī)范,分析在環(huán)境極值載荷下平臺應(yīng)力場,研究表明:當導管架開裂損傷圓周弧長較小時,最大應(yīng)力發(fā)生在導管架上,當損傷圓周弧長達到一

3、定值時,最大應(yīng)力發(fā)生在損傷周圍。隨著損傷圓周弧長的增加,損傷處應(yīng)力不斷增大。選擇在3個高應(yīng)力管節(jié)點區(qū)域模擬發(fā)生貫穿性損傷,在極端波浪載荷條件下,位置1損傷處圓周弧長達到172°時,該處最大應(yīng)力達到材料的屈服極限;在極端冰載荷條件下,位置2損傷處圓周弧長達到149°時,該處的最大應(yīng)力達到材料的屈服極限;在極端波浪載荷條件下,位置3損傷處圓周弧長為144°時,該處的最大應(yīng)力達到材料的屈服極限。當損傷處圓周弧長超過上述值時,最大應(yīng)力超過材料的