導管架平臺結構分析模型化及疲勞斷裂性能研究.pdf

1、固定式海洋平臺結構分析涉及載荷、基礎、應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構分析的專用軟件有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構分析的專用模塊,因而,結合現(xiàn)有的有限元分析軟件,開發(fā)相應的專用分析模塊,應用于海洋平臺的結構分析研究是非常有意義的.另外,管節(jié)點是海洋平臺結構的關鍵部位,同時也是導致結構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,在此基礎上結合ANSYS結構分析軟件開發(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平臺結構分析模型,根據(jù)平臺所處海域的波浪資料,對BZ-281平臺進行了64種工況下的結構分析,結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構模型,研究了裂紋前緣的單元邊長L與裂紋深度a之比對裂紋尖端應力強度因子計算結果的影響,并將本文方法的計算結果與Newman-Raju公式計算結果作了比較.大量計算及分析表明本文編寫的結構分析程序模塊可以應用于工程實際,從而實現(xiàn)了鋼質導管架平臺結構分析模型化;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)安全使用的結論.另外,