王亚磊以某一自升式平台为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS,对平台钻井作业状态的不同工况,建立平台整体模型,通过ANSYS的静力分析计算得到平台的位移以及应力云图,并根据规范对分析所得的结果进行强度校核[12]。
孙雅楠研究了某自升式风电安装船平台的桩靴结构特征,采用有限元分析软件ANSYS中Workbench模块对桩靴有限元建模、并施加载荷确定边界条件。在三种典型工况的基础上,考虑各种因素的影响,通过对平台和桩腿总体的强度计算分析,得到桩靴的最大反支力,最后对桩靴进行结构强度分析。依照DNV相关规范,对桩靴进行强度校核,最终校核桩靴结构设计的合理性[13]。
2、近海风机导管架支撑结构的强度分析研究动态
按照风机基础支撑结构的轮廓外形可将风机基础分为单桩式基础、多桩式基础、重力式基础、导管架式和三脚架式基础、沉箱式基础以及浮式基础。由于结构形式不同,结构的适用水深亦大不相同。固定式结构一般应用于近海区域,其所能适用的水深在50米内,目前在世界上风机基础上得到了广泛的应用;浮式
结构能适用于50米以上的水深,但目前仍处于发展阶段还未完全普及。下表为海上风机支撑结构的不同结构形式所适用水深情况的汇总表1-1。
表1-1风机支撑结构适用水深
固定式结构 浮式结构
重力式结构 单桩结构 单立柱三桩结构 导管架结构 50-2000m
甚至更深
<10m <25m 20-50m 20-50m
近海风机导管架支撑结构通常有四根桩腿,由桩腿之间的撑杆互相连接,形成一个空间钢架结构,它的外形和锥台形的空间钢架很相似。一般可以在陆地上将钢架焊接完成,并将钢架运至海上安装地点,把钢架与打入海床一定深度的钢桩固定好即完成安装[9]。导管架结构的优点是建造和施工比较方便,并且由于管径和单柱以及单立柱三桩结构相比要小一些,波浪以及海流对导管架结构的作用力也比较小,对地质条件的要求也不是很高,具有很好的强度,其整体性以及稳定性较好;然而,随着水深的增加,结构的造价增长很快,该结构的适用水深为20-50米左右。导管架支撑结构如图1.5所示:
导管架支撑结构由于管节点处应力较大,各国学者一直试图研究改善节点强度的方法,通过改变结构的整体型式可以提高节点强度,但这样耗费的成本必较高,并且设计完成后对整体结构进行修改的方案不太可行。研究人员想出了另外一种方法,就是通过局部加强的方式改善节点的承载力,此方法简单易操作,各国学者对加强方式也作了大量的研究。
上海交通大学的研究人员采用半解析的方法,将弦管和撑管分为两个单独的结构,在它们的连接处采用离散的形式,利用变形连续协调条件,保证弦管和撑管与实际结构的相似,然后建立相关方程,求解两管相贯线处的应力大小。他们还用这种方法研究了带加强筋的管节点的应力分布,这种方法不但可以用来分析简单管节点的应力分布问题,还可以用来分析复杂管节点的应力[14]。
蔡艳青通过对T型管节点环口板加固与不加固的情况进行了实验研究,选择6个实验件,分为两组,三个几何参数相同的加固的管节点和三个不加固的,施加的载荷是轴向压缩载荷,然后进行静力实验。研究表明,环口加固板使在加厚区域弦管的刚度提高了许多,因此加固后的T型管节点的极限强度较不加固的明显降低了很多,并且焊缝处的应力集中现象也改善很多。这说明环口加固板是有效果的[15]。 自升式平台的强度分析国内外研究现状(2):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_203556.html