TY型管节点局部柔度的参数分析及试验研究

由于海洋平台管节点的局部柔度对平台结构的静动力性能有重要影响，如何确定各类管节点的局部柔度成为一个重要的研究课题。本文用半解析方法计算了海洋平台中一类常见的管节点──ＴＹ型管节点的局部柔度，并用回归方法得出了计算ＴＹ型管节点局部柔度矩阵中各元素的参数公式。本文还介绍了对一组ＴＹ型管节点ＰＶＣ塑料模型进行的局部柔度试验。参数公式计算结果与模型试验结果的比较表明，本文得出的参数公式是基本可靠的，建议可在海洋平台总体结构分析中使用。     

考虑节点柔度的海洋平台结构总体分析

本文提出了一种改进的空间梁单元,可以考虑单元两端节点的柔性,用来模拟海洋平台等工程结构的柔性接头特性,用此改进梁单元作海洋平台结构总体分析,不仅简单可行、通用性强,而且有足够的精度,算例结果表明了它的有效性和可靠性。     

海洋平台T型管节点相贯焊缝外形尺寸研究

本文采用光弹性试验方法,对不同管径比的T型管节点,沿相贯线不同部位的焊缝结构形式的模型,进行了应力分析。并在测定不同参数的管节点相贯焊缝处应力集中系数的基础上,合理地设计了九种不同参数的T型管节点相贯焊缝的外形尺寸。这对海洋平台管节点抗脆性破坏性能和改善平台管节点相贯焊缝的疲劳寿命有着重要的作用。     

海洋平台T、Y、K及搭接K型管接头的弹塑性有限元分析

本文应用简单及具有较高计算效率的塑性节点法进行了管接头的弹塑性有限元分析。为了求解管接头的极限强度、安全系数和塑性场扩展的情况,文中就四种不同的管接头详细地研究了从弹性直至极限状态时,它们的弹塑性行为、热点的应变、交贯线处的应变集中系数和塑性区的扩展。计算结果与实验吻合较好,表明文中的分析是可行且可靠的。     

赵东油田老平台T型管节点极限承载力弱化规律研究

赵东油田一期建设的导管架平台在长达20年服役期内,长期承受恶劣的海洋环境载荷,将会产生裂纹和腐蚀等缺陷。此类缺陷的出现必然对平台结构,特别是管节点结构的极限承载力产生巨大影响。本文针对赵东油田ODA老平台典型T型管节点结构,通过建立考虑裂纹和腐蚀损伤的管节点非线性有限元模型,研究了管节点上出现的腐蚀和裂纹等损伤对其极限...     

T型管节点单内环加强强度研究

本文对T型管节点单内环加强后的应力分布、应力集中系数及极限承载能力进行了有限元计算和试验分析,提出了参数修正方法,为加强管节点的设计计算提供了依据。     

具有初始裂纹T型管节点的应力强度因子

本文以三维光弹性应力冻结实验为基础,研究含初始裂纹T型管节点裂纹尖端应力场强度,探讨应力强度因子沿裂纹前缘的分市,以及裂纹进深、形状的改变对应力强度因子大小和分布的影响。分析结果表明:1)用Paris裂纹扩展速率与应力强度因子的关系来估算管节点的裂纹扩展速率和沿裂纹前缘的分市是有效的;2)半椭圆表面裂纹的应力强度因子的大小以及沿裂纹前缘的分布不仅依赖于裂纹深度参数a/T,而且亦与裂纹的形状参数a/c有很大的关系。     

海洋平台T型相贯节点抗火性能研究

利用有限元软件ABAQUS计算海洋平台T型相贯节点在火灾作用下的极限承载力,并对T型相贯节点进行火灾作用下的抗火性能及节点在降温段的力学性能分析,得出在不同火灾温度下节点的极限承载力.同时对计算结果进行了分析比较,通过参数分析,得到了T型相贯节点在火灾作用下节点极限承载力的变化规律.     

套筒参数对T型管节点受力特征的影响研究

在外界荷载作用下,管节点由于截面突变、应力集中等原因,往往在远低于其设计承载能力时发生破坏,本文针对这一现象,借鉴多高层钢结构建筑节点相关成果,对T型管节点端部采用套管进行加强,以达到改善应力集中、提高承载能力的目的。本文采用ansys软件研究了17个模型在轴向力作用下的极限强度变化规律,比较了用钢量与承载能力之间的对应关系,详细分析了加强套筒长度及厚度等参数对T型管节点极限强度的影响,成果表明采用套筒加强的方法,可大幅提高T型管节点的承载能力,且节点对套筒长度的变化更为敏感。     

套管加强T型管节点在平面外弯矩作用下极限强度分析

对用套管加强的T型管节点在平面外弯矩作用下的极限强度作了参数化分析。同时将相应的套管以及管节点的几何参数对极限强度的影响进行评估,并且和未加强的T型管节点作了比较。在计算结果中可以得出在管节点的弦管和撑管的连接处用合适的套管加强,可以将管节点在平面外弯矩作用下的极限强度提高到3倍多。     

KK型管节点应力集中系数几何敏感性分析

KK型管节点是自升式平台桁架式桩腿中的一种管节点,其应力集中系数是影响桩腿疲劳寿命的重要参数。应力集中系数与管节点的几何形式密切相关,为分析KK型管节点应力集中系数对几何参数的敏感性,利用ANSYS软件对某KK型管节点进行几何参数化建模,利用有限元数值模拟方法对各工况下的热点应力进行分析,并分别计算各相应工况下的名义应力,然后将热点应力与名义应力相比得到不同几何参数下的热点应力集中系数。对计算结果进行整理分析,得到了KK型管节点应力集中系数对无量纲几何参数的敏感性规律。结果表明,应力集中系数与撑杆受力状态、管节点结构形式有关,在满足结构布置、建造工艺和其他安全性指标的前提下,分析结果能够为KK型管节点的结构设计和疲劳分析提供技术支撑。     

张力腿平台局部节点强度可靠度分析方法

局部节点可靠度分析对张力腿平台(TLP)整体安全性评估具有重要意义。提出了一个TLP平台局部节点可靠度的分析方法,首先对TLP平台整体进行分析,统计局部节点各种失效模式并得到典型失效模式及对应的典型荷载工况;然后应用改进的子模型技术对TLP平台局部节点进行极限承载能力分析,确定了局部节点在典型荷载工况下的极限承载力;对局部节点极限承载力及南海某区域的波浪荷载进行统计分析,得到其概率统计特性;在此基础上计算了TLP平台局部节点对应典型失效模式下的可靠度指标。通过算例分析表明,该TLP平台各节点可靠度指标值均大于3.1;立柱与浮箱连接节点在不同荷载工况下失效模式不同,而立柱与甲板连接节点易发生管交汇处剪切破坏。为TLP平台的安全性评估提供了一种有效的分析方法,具有一定的理论价值及实用价值。     

海洋平台复杂节点阴极保护电位分布的有限元法计算

了解阴极保护电位分布是合理设计阴极保护工程的必要条件和评价阴极保护效果的重要依据。本文应用有限元素法(FEM)计算海洋平台复杂节点表面的阴极保护电位分布。在实验室通过边界条件试验建立数学模型,计算海水中被保护的I,Y,K型复杂节点电位分布情况。计算结果与测量结果吻合得很好,说明FEM能够应用于海洋平台复杂节点阴极保护电位分布的计算,所获得的边界条件合理。     

建立海洋平台管节点PSN曲线的贝叶斯方法

针对管节点疲劳试验的小样本特点,探讨了建立ＰＳＮ 曲线的贝叶斯方法。在贝叶斯方法中,ＰＳＮ曲线的统计参数作为随机变量处理,首先根据贝叶斯定理求出参数向量的后验概率密度,然后建立ＰＳＮ曲线的贝叶斯方程,最后再编程计算。算例表明,与传统的ＰＳＮ 曲线相比,贝叶斯ＰＳＮ 曲线更加安全可靠     

海洋平台栈桥动力分析

结合海洋平台工程实践,利用有限元计算软件对跨度为50 m的空间钢结构栈桥进行了动力分析和地震反应分析,总结了三种作用状况下构件的内力响应,并进行了大量的计算分析,结果表明:在极限风荷载、自重和活载条件下,结构的最大拉应力发生在下弦跨中背风面;在地震作用下,由于横向弯曲振动的影响,结构上弦和下弦的应力都有不同程度的波动,且下弦的应力波动较大.     

海洋平台结构系统可靠性分析

本文研究了对三维模型的导管架平台结构系统可靠性评估方法。在极值载荷条件下，分别以极限冲剪应力及屈曲临界应力作为管节点及杆件的极限强度，采用增量载荷法建立失效模式安全余量方程。同时研究了求取结构系统主要失效模式的自动算法及计算系统失效概率的方法。作为一个算例，运用作者开发的计算机程序，对一固定式导管架平台进行了可靠性分析，验证了本文方法对开展三维模型平台结构系统可靠性评估是可行的。     

固定式海洋平台的可靠性分析

本文建立了固定式海洋平台结构系统准静态可靠性分析的公式体系。在构件可靠性指数分析中提出了有限元一阶二次矩方法和系统失效分析中的子结构模型,对海洋平台结构的若干个重要的不确定随机变量作了讨论。最后对一简单的导管架平台作了实例分析,给出了立柱屈曲的失效面模型,并证明了方法的有效性。     

海洋混凝土平台的群论分析

在海洋工程建设中,钢筋混凝土带贮油罐平台的设计分析迄今尚是一个关键问题。本文介绍一种利用结构广义对称性的群论表示方法,研究它在海洋混凝土平台分析中的应用及多层子结构模型的实现。文中给出了一个考虑结构和地基共同工作的五腿海洋平台数值分析实例。     

国产Z向钢制造的海洋平台管节点的疲劳性能

本文介绍了由中国海上平台管节点研究委员会组织的,用国产Z向钢制造的系列管节点的疲劳试验。包括国产Z向钢的基本性能、管节点疲劳试验的规模、内容与疲劳寿命。根据试验结果求得的S—N曲线,经与国外的比较证明,由国产材料制造的管节点有良好的疲劳性能。板厚效应与海水腐蚀对疲劳强度的影响在文中亦简要地说明了。