含局部損傷導(dǎo)管架平臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析.pdf

1、海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價(jià)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(shí)間和空間變化的隨機(jī)荷載,同時(shí)還要受到地震的威脅。海洋平臺(tái)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(xué)地分析受損構(gòu)件對(duì)海洋平臺(tái)整體強(qiáng)度的影響,及時(shí)采取有效處理措施,可以延緩結(jié)構(gòu)損傷的進(jìn)程,達(dá)到延長(zhǎng)整體結(jié)構(gòu)使用壽命的目的。
　　 本文首先根據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)資料建立平臺(tái)的管單元模型,在三種工況下分別計(jì)算無(wú)損平臺(tái)的應(yīng)力,然后通過(guò)局

2、部實(shí)體建模,采用耦合節(jié)點(diǎn)的方法處理實(shí)體單元與線單元的連接,提出了一種含局部損傷海洋平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)有限元分析方法,并對(duì)位置l處局部實(shí)體模型與全管單元模型在三種工況下的應(yīng)力、位移場(chǎng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證采取的耦合節(jié)點(diǎn)的連接方法是可行的。
　　 以一位于渤海的現(xiàn)役導(dǎo)管架平臺(tái)為研究對(duì)象,該平臺(tái)由管件焊接而成,根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,分析在環(huán)境極值載荷下平臺(tái)應(yīng)力場(chǎng),研究表明:當(dāng)導(dǎo)管架開(kāi)裂損傷圓周弧長(zhǎng)較小時(shí),最大應(yīng)力發(fā)生在導(dǎo)管架上,當(dāng)損傷圓周弧長(zhǎng)達(dá)到一

3、定值時(shí),最大應(yīng)力發(fā)生在損傷周?chē)?。隨著損傷圓周弧長(zhǎng)的增加,損傷處應(yīng)力不斷增大。選擇在3個(gè)高應(yīng)力管節(jié)點(diǎn)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(zhǎng)達(dá)到172°時(shí),該處最大應(yīng)力達(dá)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(zhǎng)達(dá)到149°時(shí),該處的最大應(yīng)力達(dá)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(zhǎng)為144°時(shí),該處的最大應(yīng)力達(dá)到材料的屈服極限。當(dāng)損傷處圓周弧長(zhǎng)超過(guò)上述值時(shí),最大應(yīng)力超過(guò)材料的