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。     

安全叠接管节点在低周循环载荷下的破坏模式研究

采用实验和数值模拟方法研究了一种新型海洋平台管节点在地震载荷下的响应和破坏情况。采用拟静态循环加载模拟地震载荷 ,对真实尺寸的试件进行实验 ,研究局部屈曲和裂纹等对管接点抗震性能的影响。能量分析表明 ,发生在斜支管中的局部屈曲消耗了大部分输入能量。与现在使用的N型管节点相比 ,该新型管节点有较好的抗震性能。采用有限元数值模拟方法分析比较了不同尺寸配置下 ,该型管节点的响应曲线     

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。     

非常规管节点疲劳寿命分析与计算

对非常规管节点的疲劳寿命进行了分析研究，用SESAM计算疲劳载荷，应用精细有限元分析计算热点应力，用规范的S—N曲线计算管节点的疲劳寿命。通过实例计算表明，这些处理对非常规管节点疲劳寿命分析与计算是很有效的。     

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。     

第三届全国近海工程学术讨论会论文目录

序号论文名称作者姓名俐筋混凝土平台的非线性有限单元法分析’立管的应力特性及计算方法T型管节点单内环加强强度分析我国海洋平台管节点应力分析的研究工作管状接头的激光散斑应变测量T型管结点在支管荷重作用下管径比对交贯 线上应力分布的形响焊接俐接头在海水中的常幅疲劳试验焊接钢接头在空气中的常幅疲劳试验桩基导管架平台结构一桩一土共同作用的计 算方法及计算机程序关于管节点疲劳寿命估算的断裂力学分析方 法的研究海洋工程中却贝(ch合rpy)冲击试验温度 的确定海洋平台刚架结构的总体稳定性分析浅基础在偏心和倾斜荷载作用下的…     

关于固定平台疲劳设计中疲劳许用应力的探讨

疲劳设计方法可用于估算平台构件抗疲劳性能是否满足要求,在美国石油学会API RPZA文件中以及ZC海上固定平台规范中都有提及,即在疲劳设计中规定了疲劳许用应力。本文讨论了疲劳许用应力以及与它有关的波浪环境条件、结构响应和构件疲劳特性等各因素。     

几种穿刺分析法在自升式钻井平台插桩中的探讨

为了提高自升式钻井平台穿刺分析的准确性,选取3个场址(2个渤海场址,命名为A场址和B场址;1个南海场址,命名为C场址),采用Baglioni分析法、3∶1穿刺分析法、冲剪系数分析法和地基压力扩散角法四种穿刺分析法对钻井平台基础进行了承载力分析及穿刺分析,结果表明:Baglioni分析法的分析结果基本可靠,但其对松散砂或密实砂的分析结果与实际结果有一定偏差;3∶1穿刺分析法的分析结果也基本可靠,但其等效基础未考虑砂层密实度的影响;冲剪系数分析法的分析结果存在较大不确定性,其冲剪系数的选取仍需继续优化;地基压力扩散角法的分析结果存在较大的局限性,该方法对钻井平台基础不适用。通过分析可得,对于一般常规场址,单一使用Baglioni分析法或3∶1穿刺分析法均可行,对于复杂的场址宜综合使用多种方法进行分析评价等。结论可为工程地质工程师进行穿刺分析提供参考。     

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。     

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。     

海洋平台T、Y型管节点的局部柔度分析

海洋平台管节点局部柔度对平台结构的名义应力、变形、构件的稳定性及振动周期、模态等均有不可忽视的影响,这一现象对深水平台尤为重要。对管节点局部柔度的研究,近年来已逐渐引起了注意。本文用半解析法对T、Y型管节点在轴力与面内弯矩作用下的局部柔度进行了计算,所得的结果与国外已有的经验公式与试验结果比较,证明是足够精确的,从而证明了本文的方法可准确有效地用以确定管节点的局部柔度。为了说明管节点局部柔度对平台结构的影响,文中给出了对一简单结构分别用传统方法和计及节点局部柔度的方法计算的结果及比较。     

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...     

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。     

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。     

深水半潜式平台结构关键节点疲劳破坏机理试验研究

深水半潜式平台结构在深海环境荷载及作业动荷载的作用下容易产生疲劳损伤累积,加速疲劳裂纹扩展,导致结构发生疲劳破坏。对深水半潜式平台横撑部位的两类关键节点进行了疲劳试验研究,分析了关键节点的疲劳破坏现象、疲劳破坏过程以及疲劳裂纹扩展规律。试验结果表明:应用规范给出的裂纹扩展模型和参数估算关键节点的疲劳寿命低于试验所得的疲劳寿命,说明应用规范给出的裂纹扩展模型和参数估算节点的疲劳寿命比较安全;根据疲劳试验结果建立的关键节点的S-N曲线参数与DNV规范给出的较为吻合;关键节点焊趾处的ε-N关系曲线可以反映出关键节点疲劳破坏的三个阶段破坏规律。研究结果为有效地预测平台结构关键节点的疲劳损伤程度,及时进行维修加固延长结构的使用寿命提供参考。     

管节点疲劳寿命估算的统计分析方法

本文用概率断裂力学的方法研究了海洋平台管节点的疲劳强度。对7个T型管节点的疲劳寿命试验进行了计算。在处理原始数据方面,本文提出了对疲劳裂纹扩展数据进行统一处理的方法。此外,还对各参量对寿命的影响进行了分析,并对与计算有关的一些问题作了讨论。     

高温环境中主管轴力对焊接圆钢管T节点承载性能的影响

利用有限元软件ABAQUS建立T型圆钢管节点热传导分析模型,通过与已有试验数据进行对比,验证了所建有限元模型的可靠性。利用提出的有限元模型分析了不同主管轴力作用下的T型圆钢管节点在火灾环境中的失效过程,研究了主管轴力对T型圆钢管节点临界温度的影响规律。分别讨论了采用屈服强度折减和弹性模量折减的方法预测T型圆钢管节点在高温下的极限承载力,并将预测结果和有限元分析结果进行了对比,给出了这两种方法用于工程设计时的建议。     

考虑拖航疲劳的火炬臂全寿命评估

针对导管架平台上部组块与火炬臂进行整体拖航的情况,提出考虑拖航累积损伤的火炬臂全寿命疲劳分析流程。采用MOSES和SACS软件建立上部组块带火炬臂整体拖航水动力模型和导管架平台整体有限元模型,计算拖航驳船运动惯性载荷、在位波载荷和在位风载荷引起的火炬臂管节点疲劳损伤,对火炬臂进行全寿命疲劳分析。引入拖航疲劳损伤率系数,量化拖航驳船运动对火炬臂各管节点疲劳损伤的影响。结果表明:拖航工况驳船运动惯性载荷造成的火炬臂疲劳损伤不容忽略,特别是对靠近火炬臂根部的管节点影响显著。因此,在对整体拖航下的火炬臂进行疲劳设计时,应对其进行全寿命疲劳分析。     

海上桶形基础平台负压沉贯渗流场有限元分析

讨论了浅海桶形基础平台负压沉贯渗流场有限元分析方法。通过模型实验结果与有限元分析结果的对比,验证有限元法的可靠性。将有限元法用于桶形基础平台负压沉贯渗流场的计算,得到沉贯过程中许用负压随插深的变化,用于指导平台就位施工时的负压控制。不同插深时,相应许用负压下的桶内、外壁渗流水头和水头梯度分布的计算结果,用于沉贯阻力的计算。     

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。