海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)管節(jié)點(diǎn)參數(shù)化有限元建模方法研究.pdf

1、管結(jié)構(gòu)在海洋平臺(tái)中被廣泛應(yīng)用，管節(jié)點(diǎn)在平臺(tái)結(jié)構(gòu)中承擔(dān)著連接結(jié)構(gòu)和傳遞載荷的作用。由于管結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期承受循環(huán)載荷的作用，管節(jié)點(diǎn)則是最容易產(chǎn)生裂紋進(jìn)而發(fā)生疲勞破壞的部位。因此，管節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析中的重點(diǎn)。在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，管節(jié)點(diǎn)的形式是多種多樣的，若通過(guò)手工方法建立有限元模型，必要時(shí)還要進(jìn)行局部網(wǎng)格細(xì)化，工作量大，建模效率低下。
　　管節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)基本形式可分為平面管節(jié)點(diǎn)（T型、Y型、X型、K型管節(jié)點(diǎn)等）和空間管節(jié)點(diǎn)（KK

2、型、TT型、XX型管節(jié)點(diǎn)等），對(duì)每一種具體類型管節(jié)點(diǎn)，可以總結(jié)出一組具體的相關(guān)參數(shù)。本文以ANSYS軟件為主要建模工具，基于參數(shù)化思想，利用VB.net開發(fā)有限元建模前處理程序，自動(dòng)生成ANSYS命令流，再通過(guò)ANSYS讀入，實(shí)現(xiàn)管節(jié)點(diǎn)參數(shù)化快速建模，從而節(jié)省大量的重復(fù)性人工工作量，提高設(shè)計(jì)效率。
　　論文的研究?jī)?nèi)容可分為如下五個(gè)部分:
　　(1)管節(jié)點(diǎn)分析研究，包括管節(jié)點(diǎn)類型的分析和管節(jié)點(diǎn)應(yīng)力情況的分析。
　　(2)

3、對(duì)管節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格劃分原則與方法進(jìn)行分析研究，采用網(wǎng)格區(qū)域劃分法，對(duì)管節(jié)點(diǎn)區(qū)域的網(wǎng)格映射劃分進(jìn)行重點(diǎn)研究，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格由稀疏向密集有規(guī)律地均勻過(guò)渡。
　　(3)分析幾何要素對(duì)網(wǎng)格劃分的影響，發(fā)現(xiàn)管壁厚度對(duì)網(wǎng)格劃分的影響可以作為網(wǎng)格密度合格的判斷條件，即當(dāng)管節(jié)點(diǎn)附近的網(wǎng)格單元尺寸與管壁厚度大約相等時(shí)，網(wǎng)格劃分密度已經(jīng)滿足要求。
　　(4)管節(jié)點(diǎn)建模通常使用面單元，考慮面單元的局限性，對(duì)比采用面單元和實(shí)體單元的計(jì)算結(jié)果，得出一些有益的結(jié)論