基于耐撞性的半潜式支持平台防撞结构

发布时间：2021-03-06 08:23

　　为防止深水半潜式生活支持平台在近距离靠泊时意外碰撞工作平台导致其连接栈桥基座损伤,针对基座结构设计2种抗撞防护结构方案,并进行数值仿真分析。结果表明:在典型碰撞工况作用下,全维护防护套箱方案的设计效果较好,达到了保护基座结构不受撞损的目的。由2种方案的结构设计和计算对比可知:在设计抗撞防护结构时,合理的结构布置和材料运用可大幅提高结构的吸能耐撞性能;在分析结构抗撞性能时,耐碰撞指数和能量吸收率是重要参数,可直接体现结构的防撞吸能效果。 

【文章来源】：中国海洋平台. 2020,35(03)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

连接栈桥基座消能防撞套箱方案二

为尽可能准确、有效和快速地模拟碰撞的真实情况，对碰撞模型进行合理的简化。由于碰撞发生的局部效应，即结构的损伤变形主要集中在撞击区域，因此对于支持平台结构模型，在碰撞区域的结构处进行详细建模和精细网格划分，在远离碰撞区域的结构处建立粗网格模型。为实现碰撞计算的实效性，对工作平台进行大幅简化，建立被撞区域的局部模型[7-8]。在材料参数设置上，碰撞双方都定义为线性强化弹塑性模型，使结构弹塑性变形和损伤破坏都会发生[9-10]。方案一的有限元模型如图5所示，方案二的有限元模型如图6所示。根据相关碰撞风险研究内容，碰撞参数选用支持平台典型正面碰撞，其速度为1.3m/s。图6 方案二有限元模型

方案一和方案二的碰撞速度-时间曲线分别如图7和图8所示。2种方案的碰撞持续时间分别为7.1s和2.7s。方案一和方案二的碰撞力时历曲线分别如图9和图10所示。方案一在约1s的瞬态碰撞时间内达到最大碰撞力13MN，随后碰撞力下降并维持在一个较低值。方案二的最大碰撞力产生在碰撞中间（约1.5s），达23MN，虽然碰撞时产生的撞击力峰值比方案一大，但平台结构并没有受到压损。方案一的撞击力峰值偏小，过低的撞击力峰值说明结构的刚度过小，不能提供足够的破损变形吸能量来抵抗碰撞能量。图8 方案二碰撞速度?时间曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于临界碰撞速度的船舶结构耐撞性优化[J]. 陈炉云,李磊鑫.  上海交通大学学报. 2018(06)
[2]散货船与桥墩碰撞力的经验公式与数值模拟对比研究[J]. 潘晋,姜伟,许明财.  振动与冲击. 2012(19)
[3]半潜式平台结构抗撞性能研究[J]. 程正顺,胡志强,杨建民.  振动与冲击. 2012(04)
[4]船舶碰撞缓冲型球鼻艏概念探讨——球鼻曲率对碰撞的影响[J]. 江华涛,顾永宁.  中国造船. 2003(02)
[5]整船碰撞非线性有限元仿真[J]. 江华涛,顾永宁.  上海造船. 2002(02)
[6]提高VLCC侧向抗撞能力的一种新式双壳结构[J]. 王自力,顾永宁.  船舶力学. 2002(01)
[7]船舶碰撞动力学过程的数值仿真研究[J]. 王自力,顾永宁.  爆炸与冲击. 2001(01)
[8]船体结构耐撞性优化设计方法研究[J]. 王自力,朱学军,顾永宁.  中国造船. 2000(02)

博士论文
[1]基于耐撞性的新型船舶结构形式研究[D]. 刘峰.上海交通大学 2007

硕士论文
[1]半潜式平台耐撞吸能结构研究[D]. 张旭.大连理工大学 2010



本文编号：3066757