新型海洋平台裙装套筒结构的强度分析

从有限元的基本理论出发，对新型海洋平台裙装套筒结构进行有限元强度分析及计算。通过实例计算可知其强度、安全性、稳性等都满足规范要求，并能详细体现出结构应力和载荷特征，对模型模拟情况良好。     

海洋平台结构实时安全监测系统

阐述了海洋平台结构实时计算模型的建立和修正方法，确定了在海洋环境监测的基础上本系统实时环境荷载，提出了海洋平台结构实时安全评估的方法，采用Delphi开发工具，开发出了Windows应用程序“海洋平台结构实时安全监测系统”。该系统于1998－1999年和1999－2000年冬季两次在渤海JZ20－2MUQ平台上试运行，实时监测了JZ20－2MUQ平台两个冬季的安全状况。     

正压冲固平台结构分析中基础边界条件的影响

正压冲固平台是一种采用短桩加固基础的新型海洋采油平台,对于这种新型的平台结构,在结构分析和构件强度校核中必须考虑其有限元模型的基础边界条件处理问题。本文提出了正压冲固平台有限元计算模型中基础边界条件的一种简化方法,将两个水平方向的扭转自由度简化为扭转弹簧边界元,其余自由度简化为固定约束。通过计算分析得到了不同的边界约束刚度系数的取值对平台总体位移和强度校核应力的影响及变化趋势。结论是,平台结构对约束刚度系数K的反应在10^4～10^4之间时比较明显,对K的敏感度最为强烈：在此范围之外,平台反应分别接近于简支约束情况和刚性约束情况。尤其对于接近约束边界的单元,其应力变化最敏感。     

大型全钛海洋资料浮标结构强度有限元分析

为了分析校核全钛海洋资料浮标的整体结构及拖曳强度,本文依据相关标准规范计算了全钛海洋资料浮标作业工况和极限工况下所受的风、浪、砰击载荷,利用有限元方法对全钛海洋资料浮标进行了整体及拖曳强度计算分析。依次分别计算浮标结构为8 mm板厚和6 mm板厚两种方案的应力,并对照《海上浮式装置入级规范（2014）》进行了应力衡准。研究结果表明：无论采用8 mm的板厚还是6 mm的板厚,浮标结构强度及稳定性满足规范要求。在满足强度要求的前提下,使用6 mm板厚方案更具有经济性,也有利于提高浮标的设备承载能力。     

老龄海上移动平台结构安全管理初探

主要介绍了中国船级社对老龄海上移动平台加强检验的管理要求,对船龄超过30年的老龄移动平台实行特别现场检验和检测,并根据实际测厚数据进行平台结构强度校核,最终确定平台安全状况是否满足主管机关要求。以一个实际老龄自升式钻井平台为例,介绍了现场检验和检测要求,并通过实际计算分析指导现场进行结构加强,保证了此老龄平台日后的作业安全。中国船级社对老龄移动平台的管理手段开创了超期服役海上移动平台安全管理的新模式,对保障我国海洋工程装备安全生产具有重要意义。     

海洋导管架平台的极限强度分析

海洋导管架平台的极限分析是一项较新的研究课题，随着海上采油事业的飞速发展，它已越来越受到海洋工程设计及维修部门的重视。其研究成果不仅能用于设计结构的应力校核，尚可用于现有平台结构的整体安全估算。本文利用非线性模拟技术及线性分析程序的完美结合。成功地分析计算了受集中哉茶作用的空间框架结构，及受静载荷和环境载荷作用下的真实导管架平台极限强度。     

固定式海洋平台极限强度试验研究

根据墨西哥湾某海域一典型固定式海洋平台为原型,按照几何相似准则和刚度相似准则设计并制作海洋平台试验模型,开展极限强度模型试验研究,观察并记录其破坏过程。并采用非线性有限元方法(ANSYS)对试验模型进行极限强度数值计算,将计算结果与试验结果对比,结果表明计算结果与试验结果吻合较好,验证非线性有限元方法的有效性。     

现役导管架式海洋平台结构整体安全度评估

本文提出了一整套评估导管式海洋平台结构整体安全度的简化方法。主要工作包括：讨论了现役结构内力重分析的影响因素并提出了考虑原则和处理方法；将基本构件依受力特点和重要性程度予以分类、并通过划分层结构而将结构整体简化为层结构的串联体系；用强度储备比定义了基本构件的安全度指标、并延拓此定义于层结构和结构体系；结合专家经验并利用模糊数学原理综合结构的整体安全度指标。文章同时给出了工程应用实例     

半潜平台总体强度评估的谱分析法和设计波法对比

采用谱分析方法对半潜平台进行总体强度评估,验证了谱分析方法的可操作性。利用谱分析法计算平台关键连接部位处的应力水平,并与采用设计波法得到的应力结果进行比较,讨论两种方法之间的相关性。计算表明,谱分析法与设计波法存在一定的相关性,谱分析法的计算结果相对准确可靠,设计波法的计算精度依赖于选取的特征载荷工况,且目前规范推荐的载荷工况不够全面。本研究成果可为类似平台的总体强度分析提供参考。     

自升式海洋平台地基强度稳定性分析

自升式海洋平台地基强度稳定性是保证作业安全的基本条件。结合土力学理论及有限元分析,提出一套较完整的地基强度稳定性分析方法,并结合一个实际算例,探讨影响地基强度稳定性的几个关键因素,对平台设计人员及使用者具有一定的参考价值。     

Truss Spar平台桁架管节点疲劳分析

Truss Spar平台在风、浪、流的作用下,结构受力十分复杂,准确分析其疲劳强度相当困难。通过建立Truss Spar平台三维有限元模型,利用HydroD软件进行载荷预报、波浪搜索,得到产生最大应力幅响应的最不利浪向和相位角。运用Sestra软件进行整体有限元分析,得到的结果作为桁架管节点细化模型的边界条件,再用Nastran软件进行局部分析求得节点的热点应力,修正壁厚影响。最后根据DNV规范的S-N曲线计算了管节点的疲劳寿命。     

南海某导管架海洋平台倒塌分析

针对在役老龄导管架平台进行倒塌计算分析,确定极限承载力进而评估老龄导管架的安全裕度。采用非线性有限元方法,考虑平台的波流载荷及桩-土的非线性相互作用,利用SACS软件建立导管架整体三维有限元计算分析模型,并用逐步加载的方式,对南海某导管架平台进行了全过程非线性倒塌分析。计算分析表明,该导管架平台极限强度很高,具有较大的安全裕度;导管架倒塌过程呈逐步破坏形式,先是撑杆屈服,造成局部结构破坏,然后是钢桩发生屈服,降低结构承载力,最后节点逐步失效,造成结构倒塌。揭示了导管架平台结构失效倒塌的机理,给出了倒塌分析的可行方法和步骤。     

半潜平台总体强度分析及方案改造研究

在完成某半潜平台的总体强度分析并实施总装建造后,由于船级社标准的提高及平台工作海域的提升,需对半潜平台进行技术方案改造。根据刚架梁理论及基础设计原理,采用空间刚架梁组合模型快速地评估改造方案的总体屈服屈曲强度。通过试验数据对比和空间撑杆结构力系传递效果以及总体杆件稳定性校核结果对比,确定比较合理的改造方案。对支撑结构与主体结构连接处及支撑管交叉点处进行细化设计并加强。结果表明该平台总体屈服屈曲强度满足规范要求,采用简化方法评估平台改造方案有利于快速实现结构方案的改造优化,为业内平台的设计和改造提供重要的工程参考。     

海洋导管架平台优化中灵敏度分析的解析方法

基于杆件有限单元法和海洋导管架平台的结构特点，提出了一种导管架平台灵敏度分析的简化解析方法，给出了灵敏度分析的解析公式，指出可以在结构有限元分析的同时采用此解析方法进行灵敏度分析，相对有限差分法和半解析方法能够在很大程度上提高计算精度，减少结构重分析的次数，利用编制的灵敏度分析计算程序，对渤海BZ28－1油田储油平台进行了灵敏度验算，证明了该方法的有效性和可行性。     

火灾作用下海洋平台结构响应分析

结合BZ28-1南井口平台导管架,建立了海洋平台结构有限元计算模型。采用弹塑性分析方法,并应用温度升高时钢材的非线性应力/应变关系,采用火灾的标准温度-时间曲线建立平台结构温度随时间的变化模型,基于能量守恒原理建立热传导微分方程,计算热传导和对流对结构温度的影响,分析得到受火区域构件的温度场。依据钢材性能随温度升高的变化,分析火灾荷载下平台结构的响应。火灾发生时,平台结构中的构件在火温的作用下,温度逐渐升高,虽然作用在结构上的荷载不变,但由于钢材的弹性模量和屈服强度都急剧下降,使平台结构的承载能力下降;当温度上升到600℃以上时,平台结构就形成足够数目的塑性铰,使结构达到极限破坏状态。通过计算分析表明,当火灾作用6 min后,着火房间构件发生严重屈曲,但平台结构整体性能保持良好;当火灾作用22 min后,受火区域构件都发生了较大的变形,引起平台结构的毁损和倾覆。     

基于谱分析法的深水半潜式平台疲劳强度分析

以某新型深水半潜式钻井平台为分析对象,依据三维绕射理论计算单位波幅下波浪诱导载荷,通过建立三维有限元模型计算完成了热点应力响应。运用热点应力的谱分析法计算得到危险节点的疲劳寿命,并进一步分析了各个短期海况和不同浪向对节点总的疲劳损伤度的贡献。研究结果表明,危险节点的疲劳寿命都满足设计寿命要求;在各种中低海况下,疲劳损伤主要来自于平均跨零周期在6 s附近,有义波高转大的短期海况;平台关键连接部位的疲劳损伤主要是在横浪和斜浪状态下产生的,并且对某单一方向的波浪非常敏感。此研究对该类型平台的连接处结构设计和疲劳分析方法有参考意义。     

点蚀损伤下桩基式平台腿柱轴压极限承载力研究

采用圆柱体点蚀损伤模型,建立含细观尺度点蚀损伤的桩基式平台腿柱多尺度精细化数值模型,研究壁厚损伤度、点蚀损伤强度以及点蚀体积损伤强度影响平台腿柱轴压极限承载力的规律。研究结果表明,壁厚损伤度及点蚀损伤强度明显削弱平台腿柱的极限强度,且随点蚀损伤强度增大壁厚损伤度的影响加剧;点蚀体积损伤强度由于综合考虑了壁厚损伤度和点蚀损伤强度的耦合因素,相比于独立考虑后两者,其更能合理地描述点蚀损伤对平台腿柱极限强度的影响,故点蚀体积损伤强度体现了点蚀损伤的关键特征。本方法不仅适用于研究点蚀损伤构件的极限承载力,其所提出的点蚀损伤模型的构建方法,可拓展于研究受点蚀损伤的整体平台结构的极限承载力,且确定点蚀体积损伤强度为描述点蚀损伤特征的关键参数后,有望将其用于修正点蚀损伤平台腿柱的承载力设计公式。     

新型多柱桁架式Spar平台疲劳寿命分析

利用谱分析方法对新型多柱桁架式Spar平台的关键点进行了疲劳寿命分析计算.首先建立平台的有限元计算模型,并在频域内进行动力分析;然后利用热点应力法求出关键点应力传递函数,根据应力传递函数得到每个短期海况的应力谱和应力谱参数;最后采用Miner线性累积损伤准则计算出关键点的疲劳寿命,计算结果表明关键点疲劳寿命符合规范要求.     

Topology optimization design for offshore platform jacket structure

Offshore jacket platform is widely used as production or oil recovering platform in the shallow sea, and is also applied to the offshore wind turbine supporting structure in the recent years. The jacket structures are normally designed to be conservative and bulky according to various design codes. In this work, a structural optimization design method for jacket platform structure has been developed based on topology optimization theory. The topology optimization method is applicable at an early design stage, which can determine the initial structure and force transmission path. The whole design space is chosen as design variables, and the goal is to maximize the structural stiffness. A set of constraints based on multi-criteria design assessment is applied according to standard requirements, which includes stress, deformation, vibration and design variable constraints. The optimization results are compared with the original platform for static performance, dynamic performance and Ultimate Carrying Capacity (UCC). Results show that the optimized structure show a 13.7% reduction in the global mass, 46.31% reduction in the maximum equivalent stress, and large ultimate carrying capacity ability under the same environmental loads. It is demonstrated that the proposed topology optimization method is capable of effectively determining the optimal design of jacket platform structures.