海洋平台结构模态参数识别的仿真研究

将特征系统实现法(ERA)与CBSI算法相结合识别海洋平台结构的模态参数(固有频率,阻尼比,振型),利用有限的加速度信号进行结构模态参数识别。海洋平台结构数值模型模拟的动力响应信号用于参数识别。所识别出的海洋平台模态参数与有限元ANSYS分析所得的结果相比较,表明运用本文所提出的方法进行模态参数识别是有效的。     

浅海导管架平台结构损伤诊断试验研究

基于模型试验研究了浅海导管架平台的结构损伤诊断,采用标量型ARMA模型识别出结构的三阶模态参数,分别采用遗传算法和模态应变能法对试验模型不同模拟损伤工况进行了损伤诊断。基于遗传算法,提出了采用不同自由度一阶模态参数的损伤诊断方法。研究表明,由于海洋平台的前三阶模态分别为不同自由度的一阶模态,采用两阶或三阶模态识别损伤时,损伤杆件影响较小的自由度方向的模态参数对结构的损伤诊断将产生不利的影响,成为识别噪声。因此,可分别采用不同自由度的一阶模态进行结构损伤诊断。     

背景流中海洋内波垂向结构的计算和分析

利用了无摩擦、不可压情况下的旋转流体线性方程组,基于数值计算的方法,对背景流中海洋内波各个模态垂向结构进行了分析。结果表明:在无背景流时,海洋内波的垂向结构为简谐波;模态越高,其在垂直方向结构就越复杂,这时其模态属海洋内波的离散谱。在有垂直切变的背景流时,因受背景流的调制,其波形发生变化;此时海洋内波的前几个模态仍与简谐波类似,属海洋内波的离散谱,而此后的模态垂向结构不再光滑连续,出现了间断(奇性),该间断处即为临界层,该具有间断的模态属海洋内波的连续谱,而其积分则为海洋内波波包。正海洋内波在海洋中非常常见,是发生在密度稳定层化海水中的一种波动,其最大振幅出现在海洋内部,是重要的海洋中尺度现象。海洋内波的存在,使得海水运动以及水文要素的分布与变化更加复杂。由于内波发生机制的复杂性以及时空特征的随机性,内波成为海洋学研究中的难点。鉴于海洋内波在海洋学和军事上的意义,目前已经成为研究的活跃领域。对海洋内波垂向结构的研究不但有重要的理论意义,而且有广     

海洋平台结构系统的疲劳可靠性研究

本文综合运用概率统计学理论、结构的疲劳损伤机理和失效树理论,提出了可通用于各类海洋平台结构系统疲劳可靠性评价的误差截断分析法,通过海洋平台实例验证了方法的通用性和可靠性。     

基于模型修正的海洋平台结构损伤识别试验研究

损伤识别是海洋平台结构健康监测的核心问题,对于保障结构的安全服役具有重要的意义。文中将交叉模型交叉模态(CMCM)有限元模型修正方法应用到了导管架式海洋平台结构的损伤识别中。针对实测模态含噪声条件下该方法遇到的"病态"求解难题,引入了截断奇异值分解正则化方法,提出了基于正则化模型修正的损伤识别过程。为验证该过程的有效性,制做了某导管架平台的钢质缩尺简化模型,并在两个典型构件处设置了损伤;利用冲击激励对结构进行了振动测试;根据模态识别结果,采用正则化模型修正过程对各损伤工况进行了损伤识别。结果表明,利用有限的低阶含噪声模态,借助正则化求解技术,该模型修正方法可有效地识别导管架平台结构的损伤。     

基于小波变换的固定式海洋平台结构损伤识别方法研究

小波变换在分析非平稳信号方面较傅立叶变换更有效,为了检测出海洋平台结构中裂缝或因刚度降低引起的损伤,对海洋平台的响应信号进行离散小波变换,通过分析变换后的信号是否有突变现象判断结构是否出现损伤,并结合模态应变能法实现了对结构损伤的定位,探讨了传感器位置对识别效果的影响。     

海上固定式平台结构安全储备研究综述

海洋平台长期暴露在海洋环境当中,因此复杂的海上环境载荷以及爆炸、火灾等偶然载荷作用会对平台的安全造成很大的威胁。安全储备概念的提出就是为了对结构的安全性进行量化评价。对现阶段结构安全储备的研究进行分析和总结,为海洋平台结构安全性的定量分析提供思路,从而能够更合理地提高海洋平台结构的安全储备。首先概述了海洋平台方面安全储备的发展过程。综述了结构安全储备方面的相关概念、分类方式、评价标准以及相关的安全储备性能指标。从确定性研究方法和基于概率的研究方法两方面,对海洋平台安全储备研究现状进行对比和总结,并分别列举了构件层次的安全储备和与海洋平台结构相关的RSR和CMR等安全储备指标及研究方法,并提出了一些关于海洋平台结构安全储备研究的问题和思路。     

海洋平台结构地震响应不确定性因素分析

本文将海洋平台结构的刚度、质量、阻尼以及动水阳力系数C_m,C_d模拟为随机变量,利用随机有限元法,分析了这些参数的变异性引起的海洋平台结构地震响应变异性问题。结果表明,海洋平台结构地震响应的变异性与输入结构参数本身的变异性具有同一量级,动水阻力参数变异性对平台反应的影响比结构参数变异性平台反应的影响稍小。     

导管架式海洋平台结构极限承载力分析的 整体推进法及其软件

根据非线性有限元逐步分析的思想,以已有的结构弹性分析软件为计算核心,提出了一种近似分析结构极限承载力的方法——整体推进法;采用整体推进法,以导管架式海洋平台结构线弹性分析软件ENSA为计算核心,考虑结构构件的损伤影响和维修加固效果,编制了导管架式海洋平台结构极限承载力近似分析软件UAP,为导管架式海洋平台结构的安全度评定提供了方法和手段;最后对渤海八号生产／储油平台在1993年的状态和JZ20-2MUQ平台的完好状态进行了极限承载力分析。     

一种模态参数识别的虚假模态剔除技术

针对背景噪声下结构的模态参数识别结果存在虚假模态的情况,分析虚假模态产生的原因,通过理论推导提出辨别虚假模态的判断条件,根据判断条件剔除识别模态参数中包含的虚假模态。以比例阻尼海洋平台结构数值模型为例,在模拟噪声水平5%的工况下,获得结构脉冲响应信号,对基于奇异值分解定阶消噪后的信号用复指数法进行模态参数识别,对识别的模态频率和阻尼比进行虚假模态剔除。结果表明:根据判断条件可有效剔除所识别参数中的虚假模态。     

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。     

导管架式海洋平台结构极限承载力分析的整体推进法及其软件

根据非线性有限元逐步分析的思想,以已有的结构弹性分析软件为计算核心,提出了一种近似分析结构极限承载力的方法——整体推进法;采用整体推进法,以导管架式海洋平台结构线弹性分析软件ＥＮＳＡ为计算核心,考虑结构构件的损伤影响和维修加固效果,编制了导管架式海洋平台结构极限承载力近似分析软件ＵＡＰ,为导管架式海洋平台结构的安全度评定提供了方法和手段;最后对渤海八号生产／储油平台在１９９３年的状态和ＪＺ２０２ＭＵＱ平台的完好状态进行了极限承载力分析     

不同模态海洋内波特征的诊断分析

本文利用谐波分析理论提出了海洋中内波在不同模态下的特征参量的诊断方法,给出了两种背景场的求取方法:函数逼近法和平均法,并对一个实测内波资料进行了诊断分析,得到了不同模态下内波温度振幅和周期的特性。     

海上环形观光平台内域水体共振响应研究

海洋空间资源开发中,海上观光旅游平台具有较广的应用前景。浮式观光平台可设计为圆环形结构,环形内部区域可以为游艇停泊和亲水场所提供掩护。此类结构与船舶月池结构类似,有内域半封闭水体,也存在水体共振问题。为分析此类结构水体共振响应,评估内域水体掩护条件,对以圆环形为基础增加弦与所截圆弧围成区域平台模型(观光平台)的内域水体共振模态进行模拟。观光平台共有6个特征模态,分布在0.2～0.6 rad/s之间。模态峰值主要分布在中轴线附近位置。平台圆弧和直边界组合导致共振模态分布包括圆形水体环向模态特征和矩形水体模态特征;不同弦心距对应不同内域水体尺寸。随着内域水体尺寸减小,模态响应频率向高频移动;通过增加环形宽度和设置主迎浪面在突出平台位置,可降低波浪透射,从而减弱内域水体共振响应幅值。工程设计中可调整上述参数降低内域水体共振幅值,达到较好的泊稳条件。     

海洋平台结构抗震可靠性时程分析方法

将地震运动视为随机过程,建立海洋平台结构在地震作用任一时刻基于剪切变形控制的极限状态方程,应用JC法计算海洋平台结构在地震作用任一时刻的可靠度,得到海洋平台结构抗震可靠度的时程曲线。该方法可满足工程设计的要求,便于工程应用。     

双层自行式施工平台结构强度评估

以一种适合港口施工作业的新型自行式施工平台为研究对象,介绍了该型平台特点与工作流程。根据其工作行走状态及载荷特点,使用有限元方法分析多工况下平台的结构屈服强度,并根据规范进行平台和桩腿结构屈曲评估。该平台由上下两层平台组合而成,针对此平台上下层接触的特点,探讨了不同类型MPC,ABAQUS接触分析的结构强度计算结果。研究对自行式海洋平台设计具有借鉴意义,并对平台结构强度计算研究提供了一定参考。     

单点系泊海洋导管架平台结构体系可靠性分析

采用非线性逐步倒塌分析方法,考虑桩-土-结构的非线性相互作用,研究了单点系泊海洋导管架平台在极端荷载作用下的承载能力计算模型,在此基础上结合蒙特卡洛随机抽样法,提出了单点系泊海洋导管架平台结构体系可靠度计算方法。最后对工程实例BZ28-1SPM单点系?白海洋导管架平台结构在20年设计基准期和50年重现期进行了体系可靠性分析：研究结果表明：用50年重现期的环境荷载参数来进行BZ28-1SPM单点系泊海洋导管架平台结构的设计是合理的;在环境荷载中起主导作用的是由波浪引起的系泊力;在海洋平台结构的设计及对已服役平台结构的评估中运用体系可靠度理论,可以为海洋平台结构的设计、维护和评估提供理论依据。     

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     

自升式海上钻井平台结构的模态分析及地震反应的谱分析

本文对某自升式钻井平台结构进行了模态和地震反应分析。用等效桩腿的处理方法把平台结构简化为空间梁系有限元力学模型,采用我国《海上固定平台入级与建造规范》中规定的标准地震谱曲线.首先计算了平台结构前五阶固有频率和模态,然后用基于模态叠加法的谱分析法求出平台结构和桩腿各部位的最大位移和应力反应。最后给出了该平台结构在30m和50m水深海域、桩腿为插桩式和沉垫式两种固定型式下的计算结果和比较。     

随时间变化的海洋平台结构系统可靠性分析

海洋平台在服役期间由于受到各种损伤,其系统可靠性将随时间而变化。本文分析了几种典型损伤——疲劳损伤、腐蚀损伤对海洋平台结构系统可靠性的影响,在考虑其对结构构件强度和承受载荷的影响情况下分析随时间而变化的海洋平台结构的系统可靠性。首先得到考虑时间因素的结构构件的强度和载荷函数,采用分枝界限法寻找结构的主要失效路径,最后以Ｄｉｔｌｅｖｓｅｎ界限法求取结构的系统失效概率。算例说明,在考虑时间因素的条件下,结构的系统可靠性将会迅速下降。按以上思路编制了空间刚架在构件强度随时间变化条件下的通用可靠性分析程序,算例表明程序是合理有效的。