海洋平台整体结构强度三维有限元分析

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1、上海交通大学硕士学位论文海洋平台整体结构强度三维有限元分析姓名：罗宏志申请学位级别：硕士专业：船舶与海洋结构设计制造指导教师：肖熙;曹耀峰2001.2.1海洋s卜台整体结构强度三维有限儿分析海洋平台整体结构强度三维有限元分析摘要f海洋平台作为典型的海洋工程结构物，由于恶劣的工作环境以及本身、的结构复杂性，如何对其进行整体结构强度分析，细致而又准确地反映出结构的细节问题是摆在人们面前的一个重大课题，而整体结构的三维力学模型又是分析工作的成败关键。出现于60年代的有限元法是基于变分原理的把连续体离散化的数值解法，借助于电子计算机计算，现已成、为复杂结构形式及复杂载

2、荷及边界条件的重要方法√一了一本论文以埕岛中心二号导管架生产平台为例，运用MSC／NASTRAN(V7．0)软件系统，建立了平台整体结构三维有限元的板梁模型，计算出在设计工况、校核工况和冰工况下平台结构的详细变形和应力分布结果。根据结果，对相似平台的设计、建造和使用提出了建议，本论文详细地阐述了进行遵注垩佥整体结构强度分析的全过程及方法，对MSc／NASTRAN(V70)的三维有限元计算模块进行了分析和探讨，具有一定的创新意义和参考价值。关键词：整体结构强度分析，三维有限元板梁模型，NASTRAN(V70)中心平台海洋平台整体结构强度三维有限元分析ABSTRA

3、CTItiSveryimportanttoanalyzethewholestructuralStrength—andtodescribethemechaniealdetaiisoftheoceanplatformthat-isoneofthetypicaloceanengineeringstructures，becauseofitsspecialstructuralcomplexityandtoughworkenvironmentDuringthiSprocedure，thekeycourseiShowtoerectagood3DFEMofthewh01est

4、ructureAsanexample，calculationofajacketplatformiSintroducedinthiSpaper．WiththeMSC／NASTRAN(V70)software，aplane～girder3DFEMofthewholestructureisestablished．Thenaccordingtoseveralloadcases，thestressanddeformationresultsofwholestructureareobtainedInthiSpaper，theentireprocedureandmethodo

5、fthewholestructuralstrengthanalysiSoftheoceanplatformiSdiscussedindetailSⅪ强WORDS：wholestructuralstrengthanalysiS．plane—girder3DFEM，NASTRAN(V70)，MULTIPLEPLATFORM2^海洋平台整体结构强度三维有限元分析1．1引言第一章概述近数十年来，由于海上油、气资源的不断发现，世界各国的海洋石油勘探开展技术发展迅速，从事作业的水深不断增加。埕岛中心二号平台位于渤海湾西南部海域，在CB25A井组附近，离岸约12km。它是一

6、艘集、注、储、输为一体的中心站综合平台群。实际上中心平台分为四大功能模块(子平台)：即生活平台、动力及注水平台、油气及水处理平台和储罐平台。该平台利用原．日本进口的人工岛旧导管架修改而成。中心平台由导管架、桩腿和上部组块三大部分组成，结构型式为四腿非灌浆腿导管架结构，桩腿与导管架之间仅在桩顶通过联接部件连接。在导管架内壁有四处设置导向装置。1．2研究现状自六十年代有限元理论干¨疗法出现以来，就一直是_L=程结构强度分析的最有效工具。但是由于计算机速度的限制，对于一螳人型复杂一t程结构物的分析设计，有限元计算需要花费大量的时间。人们于是转而提出一些简化理论，对结

7、构采取某种程度的简化．减少建模的单元节点数量，来近似得到分析结果，以节省有限的计算资源。如Timoshenko和Goodier提出的船体梁理论，就是应用应力合成的方法，将构件的内力氛围总弯曲应力和板梁弯曲应力，分别计算后再进行合成。为了寻求一种非线性极限强度分析的有效方法，RASHED提出了一种理想结构单元法，即把结构分成最大可能的单元，以简单的形式归并几何非线性与材料非线性。中国船级社(CCS)在对海洋平台进行强度分析和安全评估时，也采刚带板的模式，忽略板梁之间的细节作用，以减少量的建模和计算工作量。如1998年、1999年对胜利油田的胜利五号、胜利六号钻井

8、平台进行强度分析评估时，即采用了这种方