(3)介绍了SESAM软件,设置了半潜式平台模型的主尺度和主要参数,采用GeniE模块建立了半潜式平台的有限元模型;
(4)采用HydroD/Wadam模块对建好的半潜式平台进行了水动力分析,用Postresp建立长期预报;
(5)设计组合工况,得到平台在所有工况下的应力分布图,借助许用应力衡准校核平台总体强度,整理分析结果。
第二章 平台总体强度分析的关键技术
2.1 引言
随着海事业不断发展,海洋资源开发逐渐从浅海转移到了深海。而作为深海开发的主体平台,半潜式平台要面临更严峻的挑战。考虑到在工作中半潜式平台要不停地受到风浪流等载荷作用,平台结构难免受到影响,这样的话就需要我们更加深入的研究平台总体强度。要研究平台总体强度需要的关键技术是分析平台受力状态和针对平台受力的计算。
研究平台总体强度,必须要考虑的就是包括风浪流在内的环境载荷[25],而在环境载荷之中处于最重要地位的就是波浪载荷。可以用很多种方法计算波浪载荷,但在这之前必须要先进行结构分析,因为半潜式平台不但规模很大而且内部结构非常复杂。在进行结构分析的时候需要的方法就是有限元法,将现实非常巨大的平台通过软件操作化为在屏幕清晰可见的平台模型,当然操作一定要合理,而且建立平台模型后要通过网格划分才能将其作为有限元模型,进行之后的分析计算。
2.2 载荷分析
首先对半潜式平台进行受力分析。本文重点研究的是环境载荷中的波浪载荷,这里要注意,在实际的平台建设中,即使环境载荷是我们研究的重点,也绝对不能忽视其他的设计载荷。其他的设计载荷大致分为:考虑到平台自身要研究的重力载荷、在平台工作过程中要研究作业载荷,以及包括甲板载荷在内的其他载荷。下面简单地介绍一下实际建设中要考虑的载荷。
2.2.1 环境载荷
要计算风载荷和流载荷很简单。将风速代入公式计算出风压,再把风压和迎风面积联系起来即可得到风载荷。类比计算风载荷的过程,流载荷也很容易被计算出,一些系数在文献[26]和[27]中选取。至于重点研究的波浪载荷,可以有两种方法来计算它,而选取哪种方法则要根据具体平台结构特征来确定。小型结构物的波浪载荷用Morison法计算,大型结构物的波浪载荷用绕射理论计算。
2.2.2 重力载荷
在考虑平台自重的时候主要分析的是空船重量,即是不把外加在平台上的可变载荷计算在内的平台重量,但要注意的是此时的平台与设备和管路连在一起,所以这些设备和管路都要考虑进去。利用软件可以模拟重力场,对重力载荷进行计算。
2.2.3 作业载荷
平台在工作中产生的载荷为作业载荷,作用点为平台井架的支座。
2.2.4 甲板载荷
设计甲板载荷,必须要先设计好平台总体和相应设备的布置图,利用布置图分析模拟甲板载荷的分布情况。
2.3 波浪载荷计算
研究平台总体强度,肯定要考虑到包括风浪流在内的环境载荷,而在环境载荷之中处于最重要地位的就是波浪载荷。
半潜式平台总体强度分析与校核(6):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_206627.html
