海洋平台波纹板结构的非线性分析

发布时间：2024-05-23 05:55

　　随着海洋油气开发工作越来越深入,海洋平台的综合性不断提升,平台的建造成本和施工难度也越来越高。在国际油价处于低位的背景下,如何提高平台建造的效率,减轻上部组块重量,实现降本增效,成为了海洋石油科研工作者的工作重点。海洋平台生活楼的隔板和围壁中会使用到梯形截面的波纹板,为了优化海洋平台上部组块的结构,应在平台设计和校核时考虑波纹板的强度贡献,充分发挥波纹板重量轻、不易屈曲等优良性能。因此有必要对波纹板的力学性能和承载能力进行进一步的研究。本文针对海洋平台生活楼波纹板在受剪和受压时的极限承载力,分别进行了结构非线性有限元分析。首先,设计并进行了波纹板受剪的模型试验,在ANSYS中建立和模型试验相同的数值模型,对比分析了试验模型和数值模型的极限承载力和失效模式。波纹板受压则借鉴了公开发表的文献中的试验数据,同样进行了对比。通过模型试验验证了非线性数值模拟方法的有效性。然后,建立波纹板受剪时的弹性屈曲数值计算模型。通过屈曲模态分析和曲线拟合的方法,得到了波纹板在剪力作用下弹性临界载荷的实用计算公式。在计算模型中引入材料非线性和几何非线性,使用弧长法进行非线性计算。引入相对宽厚比的概念,通过曲线...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1波纹板三种常见截面形式

（a）正弦波形（b）梯形（c）三角形图1-1波纹板三种常见截面形式在船舶与海洋工程领域，海洋平台与船舶的隔板、围壁、舱壁和壳体中会使用到波纹板，而且通常为梯形截面，一般采用2~5mm的板材，重载荷隔板用6~8mm的波纹板。图1-2为东海某导管架平台生活楼外墙的波纹....

图1-2东海某平台生活楼外墙

6~8mm的波纹板。图1-2为东海某导管架平台生活楼外墙的波纹板，波纹板作为生活楼的围壁和隔板时，截面形式通常为梯形。图1-2东海某平台生活楼外墙设计导管架平台生活楼结构时，采用梯形截面波纹板作为围壁，并考虑波纹板的强度贡献，有如下优点：（1）可以降低上部组块的总用钢量，....

图1-3截面为梯形波的纹板几何尺寸示意图

（a）xy平面（b）xz平面图1-3截面为梯形波的纹板几何尺寸示意图

图1-4EmamiF等试验之前的模型

c)平板模型图1-4EmamiF等试验之前的模型)试验完成后的竖向模型b)试验完成后的横向模型

本文编号：3981094