CPOE_62自升式作业平台整船强度入级计算
船舶与海洋工程结构物强度智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学
船舶与海洋工程结构物强度智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学第一章测试1.不同类型的海洋平台的载荷工况都一样（）答案:错2.军船和民船的装载工况是相同的。
（）答案:错3.海洋平台结构的破坏模式主要是屈服破坏和疲劳破坏。
（）答案:错4.强度分析主要包括外载荷计算、内力分析、强度校核标准。
（）答案:对5.长方形梁截面的惯性矩与（）无关。
答案:粱的长度6.以下为全船性的外力的是（）。
答案:波浪压力;船体结构重量7.载荷随时间的变化性质分类有（）。
答案:动变载荷;静变载荷;冲击载荷;不变载荷8.虽然海洋平台的结构形式较多，但其总强度的模型主要有（）。
答案:三维空间模型;三维空间梁模型9.海洋平台受到的间接自然环境载荷包括以下（）答案:系泊力;惯性力10.造成海损事故的原因主要有（）。
答案:人为因素;恶劣海况;强度不足;意外事故第二章测试1.静置在波浪上的船体载荷曲线有两条性质，分别是：沿着船长分布的整个载荷曲线与轴线之间所包含的面积之和为0；上述面积对轴上任意一点的静力矩之和为零。
（）答案:对2.波长远大于船长或者远小于船长的情况下，浮力的分布与在静水中的浮力分布相差很小（）。
答案:对3.船体结构的响应分析是指（）。
答案:确定结构剖面中的应力或变形4.静置法中，船与波的相对速度为（）。
答案:=05.船舶静置在波浪上的总纵弯矩等于船舶在静水中的弯矩和船舶静置在波浪上的波浪附加弯矩之（）。
答案:和6.船舶在中垂状态下，（）在船中，此时船中浮力较（）。
答案:波谷；小7.进行平衡水线调整时，需要满足以下（）条件。
答案:重力和浮力的力矩相等;船体的排水体积不变;重力和浮力相等8.绘制船体重量曲线时，需要遵循以下（）原则。
答案:重量的重心位置不变;重量的大小不变;重量的分布范围大体一致9.船舶静置在波浪上的波浪附加弯矩，其值的大小与下列（）因素有关。
答案:波浪要素;船与波的相对位置10.下列图中为涌浪的是（）。
船体强度直接计算指南
! " ! " # 船舶静水载荷计算基于下述方法： （#） 重量曲线 将各项重量 （船体、 设备、 货物） 沿船长方向分解成梯形重 量分布块， 逐项叠加形成给定装载工况下的船体、 设备及 （ "） 。 货物重量曲线 ! 对于船长 #/*0 及以上的单边壳散装货船建议以肋距计算 重量分布曲线 ! （ "） 。 （!） 浮力曲线 基于船舶静水平衡条件， 求得船舶的平衡浮态 （以首吃水、 尾吃水表达） ， 进而求得沿船长分布的浮力曲线 （ 。 # "） （1） 剪力、 弯矩曲线 作用在 船 体 梁 上 的 静 水 剪 力 $（ （ % " ）和 静 水 弯 矩 & % "） 为：
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中国船级社 船舶强度直接计算指南
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自升式钻井平台环境载荷及结构强度
自升式钻井平台环境载荷及结构强度吴小平;陆晟【摘要】对自升式钻井平台的环境载荷和结构强度进行了介绍.给出了环境载荷的主要组成部分及计算方法,对水动力载荷所引起的动态放大效应和由于平台水平位移而产生的P-DELTA效应加以了说明.针对拖航状态下桩腿承受很大的动力作用,还论述了油田拖航和远洋拖航状态下桩腿强度的计算方法,最后以谱分析方法为例,给出了结构疲劳强度分析的一般步骤.【期刊名称】《船舶与海洋工程》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】6页(P36-40,51)【关键词】自升式钻井平台;环境载荷;拖航分析;疲劳分析【作者】吴小平;陆晟【作者单位】上海船舶研究设计院,上海200032;上海船舶研究设计院,上海200032【正文语种】中文【中图分类】U664.38+10 引言自升式海洋钻井平台在海上油气开发中得到广泛应用。
它由平台主体、升降装置以及若干（通常为3条到4条）桩腿组成。
平台主体与桩腿之间可通过升降装置实现相对移动，桩腿底部设有沉垫或桩靴与海底相接触。
作业时，桩腿降至海底，平台主体提升到海面以上一定高度，以避免波浪冲击。
拖航时，平台主体降至水面，依靠浮力支承，类似于船体。
此时，桩腿升至水面以上，通过拖航方式转移至新的作业地点。
自升式平台除了承受自身重量和可变载荷外，由于其工作环境的特殊性，还要时刻承受环境载荷的作用。
还有由环境载荷引起平台结构的变形和振动，进而导致附加载荷的产生。
例如：在环境载荷作用下，桩腿会发生变形，平台上部会发生很大的侧向位移，从而导致平台主体对桩腿底部产生附加弯矩。
另外，当平台的自然周期与波浪周期接近时，平台会发生强烈振动，引起很大的动载荷。
再者，由于环境载荷的持续作用，平台结构的内部将会发生疲劳损伤，久而久之，导致结构疲劳破坏。
所以，在自升式平台结构设计过程中，要多方面、综合考虑环境载荷的影响。
1 环境载荷海洋环境载荷主要来源于风、浪、流、冰、地震等方面。
自升式钻井平台上层建筑与直升机平台结构强度计算载荷分析
自升式钻 井平 台设 有 供船 员起 居 、 钻机 管 理 、
与 上层建 筑 的第三 层 甲板和 平 台的主 甲板相 连 。
钻井作业等要求的上层建筑以及供直升机起 降以 满 足平 台物资 补 给和 人 员更 换等 要求 的直升 机 平 台结 构 ｕ 。上层建筑 与直升机平 台结构 直接关 系 】 到人身安全及平台能否正常工作等问题 ， 国船级 美 社 与中 国船级 社在规范 。 ４ 中对 上层建筑 和直 升机
上 层建 筑 的结 构 自重 为 ３４ １０ｋ 均 匀分 ０ ． Ｎ，
布在上层建筑节点上 ； 直升机平台结构 的自重为 １ ２ ． Ｎ， 匀 分布在 直 升机 平 台桁架 上 ； 生 ４８ｋ 均 ２ 救
１３ ５
第 ６期
船
海
工
程
第４ Ｏ卷
最小设 计吃水与钻 台中心线 的交点处 ， 横摇和纵 摇
来 的误差 。上 层建 筑和 直升机 平 台结构按 美 国船 级社 海洋 平 台人级 与建造 规 范进行 结构设 计 和强 度有 限元 分析 。
ｌ 平 台 简介
如图 １ 示 ， 所 自升 式 钻 井 平 台在 艏部 布 置 上
层建 筑 和可供 直 升机起 降 的直 升机 平 台结构 。上
平 台结构强度 分 析 做 出了相 关 的要 求 。然而 针 对 上层 建筑和直 升机平 台结构 的分析 ， 规范 目前 只是 给 出了结构强度 分析 的一般 过程 ， 没有对所 施 加 并
图 １ ９ ．４ ｍ（０ ｔ 自升 式 钻 井 平 台 布 置 示 意 １４ ３ ０ｆ）
的载荷以及载荷组合工况进行详细的说明， 文中以 我 国 自行设计 和建造 的某 ９ ．４ｍ（０ ｔ 自升 式 １４ ３０ｆ ）
海上过驳平台全船强度计算及基座结构加强方案
海上过驳平台全船强度计算及基座结构加强方案张健;昌满;何文心【摘要】以一艘典型的非自航式海上过驳平台为研究对象,选取6种典型作业工况,应用结构强度直接计算方法,获得船体各结构的应力和变形分布规律.通过对起重机基座与主甲板、中纵舱壁的交汇处等高应力区域的局部强度进行计算分析,得到基座结构响应、应力分布特点及最危险的作业形式,提出3种结构加强方案并进行比较研究.研究成果可以为海上过驳平台的结构设计提供依据.【期刊名称】《造船技术》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】7页(P27-33)【关键词】海上过驳平台;结构强度;加强方案【作者】张健;昌满;何文心【作者单位】江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】U661海上过驳平台是一种以船舶为载体，可自航或通过拖船辅助航行至目的地，并通过船上配备的装卸船设备开展散料转运的作业平台[1]。
如图1所示，海上过驳平台是真正意义上的“海上移动码头”，一次靠泊就能全程连续地装卸作业，装卸船过程中无移泊、无等待，在不改变原有码头的泊位能力和不增加海上运输成本的基础上实现大船上的散料通过海上过驳平台倒运到小船进港，将小船上的散料倒运到大船上出港。
海上过驳平台由于其自身的工作特点，工作时易受到风、浪、流等复杂环境载荷和起重机、带式传送系统、装船机等上部多重构件工作载荷的联合作用，易出现过驳平台总体受力大、局部受力集中且分布不均的情况。
因此，作为一种新型的海上工程作业船舶，为保证海上过驳平台能正常工作，有必要对其全船及基座结构强度进行研究。
由于海上过驳平台是一种新型工程船舶，相关规范中对如何进行该型船舶的结构强度计算尚无明确规定。
本文在参考其他相近船舶结构计算方法的基础上，结合该型船舶的实际情况，确定全船有限元结构强度计算方法。
自升式海洋平台强度计算
9
平台的工作状态有下列五种
1.拖航状态 2.放桩和提桩状态 3.插桩和拔桩状态 4.桩腿预压状态 5.着底状态
升降工况 迁移工况
正常作业工况 自存工况
海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
第四章 自升式平台强度分析
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海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
第四章 自升式平台强度分析
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拖航状态
海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
第四章 自升式平台强度分析
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【CCS】 海上移动平台入级与建造规范(2005) 4.2.2 设计载荷 4.2.2 设计载荷 4.2.2.1 每种设计工况均应考虑静载工况和 静载荷与环境载荷相组合的工况。
海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
第四章 自升式平台强度分析
海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
第四章 自升式平台强度分析
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插桩和拔桩状态
• 在插桩时桩腿将承受升降机构的下降力、 桩腿土壤支反力和桩周摩擦力的作用。 • 拔桩时桩腿承受升降机构提升力、桩端粘 结力以及桩周摩擦力的作用，若在淤泥中 还有桩端淤泥吸附力的作用。在拔桩过程 中，当桩腿拔出海底的速度过快或海面风 浪较大时也可能出现桩腿端部与海底碰撞 的现象。
第四章 自升式平台强度分析
3பைடு நூலகம்
海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
第四章 自升式平台强度分析
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海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
第四章 自升式平台强度分析
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本章主要内容
4.1自升式平台的典型工况 4.2 着底工况下的平台总体强度 4.3 桩腿局部强度计算 4.4 拖航状态下桩腿的动力分析 4.5 实例分析
中国船级社 船舶强度直接计算指南
中国船级社船舶强度直接计算指南1.船舶强度计算是船级社评定船舶结构强度的重要依据。
The calculation of ship strength is an important basisfor the classification society to evaluate the structural strength of ships.2.船舶结构强度直接计算是基于船舶的结构特征和材料性能进行的计算。
Direct calculation of ship structural strength is based on the structural characteristics of the ship and the performance of materials.3.直接计算方法可以准确地评估船舶的强度和稳定性。
The direct calculation method can accurately evaluate the strength and stability of the ship.4.船舶强度直接计算需要考虑船舶在不同载荷和海况下的应力和变形情况。
stress and deformation of the ship under different loads and sea conditions.5.船舶强度直接计算主要包括静力计算和动力计算两种方法。
Ship strength direct calculation mainly includes two methods: static calculation and dynamic calculation.6.通过静力计算可以评估船舶在静止状态下的结构强度情况。
Static calculation can be used to evaluate the structural strength of the ship in a static state.7.动力计算则是评估船舶在航行和发生船舶运动时的强度情况。
风暴状态下自升式平台结构强度分析精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版风暴状态下自升式平台结构强度分析摘要：自升式平台作为典型的海洋工程结构物，它由船体、桩腿、升降机构以及一系列钻井设备组成，由于恶劣的工作环境、复杂的结构。
如何对其进行风暴状态下的结构强度分析显得尤为重要了。
本文以某油气回收自升式平台为例，采用有限元分析方法，基于ABS自升式平台结构规范，考虑平台工作载荷、风浪流环境载荷、∆P效应等，应用MSC.Patran/Nastran软-件对平台的桩腿及主体结构进行了强度评估。
通过分析表明：平台主船体满足屈服屈曲强度要求，桩腿满足整体及局部屈曲强度要求，而高应力发生在桩腿与平台主体连接处。
由此，连接部位是平台设计、强度评估需重点关注的。
关键词：自升式平台；强度分析；有限元方法；设计载荷1引言自升式平台占海上移动平台数量的2/3以上，极限状态下的强度分析是平台设计阶段很重要的内容，风暴自存是自升式平台作业的危险工况，承受严酷的海洋环境载荷，属于平台设计的强度控制状态。
由此，对于风暴状态平台船体和桩腿的强度分析，受到平台试验部门的高度关注[1]。
在平台强度分析中，如何合理的建立结构的力学模型，使计算模型能够模拟出实际结构的工作状态，精确计算平台所受的载荷，对自升式平台极限工况下的结构安全性进行有限元分析，对研究自升式平台就显得至关重要了。
2平台有限元模型2.1自升式平台参数本平台为插销式液压升降的四桩腿自升式平台，平台主要由平台主体、油气工艺处理系统、桩腿及液压升降系统等组成。
平台主体为空间箱形结构，主要参数见下表1。
表1 平台主要参数图1 某油气回收自升式平台总布置图及桩腿编号2.2有限元模型建立2.2.1建模方法及原则基于自升式平台各构件受力及传力特性，在用有限元软件对其建模分析时，对其有限元模型作一些合理的假定，并最大程度地保证简化后的有限元模型质量，刚度的不变性以及边界条件的合理性，本文主要分析自升式平台风暴状态的强度，重点关注区域是桩腿与平台主体连接处的强度[2]，采取梁单元模拟的桩腿结构。
自升式钻井平台升船及悬臂梁作业能力评价
（ Ｃ Ｎ ｌ ｉ ｎ ｇ＆ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ． ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ４ ５ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ，ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｉ ｇｎ ｉ ｉｃ ｆ ｎｔ ａ ｅ ｃ ｏｎ ｏｍ ｉ ｃ ｂｅ ｎｅ ｉｔ ｆ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｅ ｌ ｆ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｍ ； ｒ ｒ ａ ｉ ｓ ｉ ｎ ｇ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｍ ； ｒ ｃ ａ ｎ ｔ ｉ ｌ ｅ ｖ ｅ ｒ ｂ ｅ ａ ｍ； ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｐ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ； ｍｏ ｄ ｅ ｌ
第３ ５ 卷
第 ２期
洛
石
２ ０ １ ５ 年 ６月
ＯＦＦＳＨＯＲＥ ＯＩ Ｌ
Ｖｂ１ ．３ ５ Ｎ ｏ． ２ Ｊ ｕ ｎ． ２ ０１ ５
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ８ — ２ ３ ３ ６（ ２ ０ １ ５） ０ ２ ． ０ ０ ９ ８ — ０ ４
自升式钻 井平 台升船及悬臂梁 作业能力评价
ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｒ ａ ｉ ｓ ｉ ｎ ｇ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ， ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ ｉ ｔ ｕ ｄ ｉ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｉ ｔ ｎ ｇ ｏ ｆ ｃ ａ ｎ ｔ ｉ ｌ ｅ ｖ ｅ ｒ ｂ ｅ ａ ｍ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ａ ｉ ｔ ｎ ｇ ｌ ｏ ａ ｄ ． Ａ ｓ ｅ ｔ ｏ ｆ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ
船舶碰撞下自升式平台结构强度及主要撞击参数分析
船舶碰撞下自升式平台结构强度及主要撞击参数分析
林一;李陈峰;田明琦
【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》
【年(卷),期】2012(033)009
【摘要】自升式平台在工作状态下存在较高的与船舶碰撞的风险,不仅会危及自身整体安全性,更会导致其工作停滞,造成经济损失.相较于其他平台,自升式平台柔性更大,但结构冗余度更低.为了合理评估其遭遇船舶碰撞后的结构安全性,对其碰撞动力响应和结构强度进行分析是很有必要的.基于非线性有限元分析方法,以某300英尺工作水深的自升式平台为例,提出了一种考虑初始状态和剩余强度的自升式平台/船舶碰撞的结构强度评估方法.在此基础上,针对主要撞击参数对于碰撞动力响应及结构损伤的影响进行了分析.结果表明,目标平台在假定碰撞工况下具有相当的剩余承载能力,撞击参数的影响不可忽略.
【总页数】8页(P1067-1074)
【作者】林一;李陈峰;田明琦
【作者单位】哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨150001;上海中集海洋工程研发中心,上海201206【正文语种】中文
【中图分类】U661.43
【相关文献】
1.船舶碰撞引起的自升式海洋平台结构损伤分析 [J], 刘洋;桂洪斌
2.基于非线性动力学的自升式平台/船舶碰撞结构损伤分析 [J], 林一;胡安康;熊飞
3.自升式钻井平台上层建筑与直升机平台结构强度计算载荷分析 [J], 黄如旭;刘刚;黄一;李勇
4.自升式平台独立桩靴结构强度分析方法 [J], 张秀岩;张闯;赵经玲;刘杰
5.自升式平台结构强度与疲劳分析设计方案 [J], 张东升;胥永晓
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自升式平台
第三章 自升式平台§3.1自升式平台的典型工况与平台强度校核内容一、自升式平台的典型工况着底工况拖航工况其它工况⎧⎨⎪⎩⎪二、自升式平台强度校核内容根据不同工况下平台的受力特点，选取总体和局部结构（船体、桩腿及固桩区）在最不利的工况下进行强度校核。
着底工况 拖航工况 其它工况 总体强度∨ 局部强度：桩腿∨ ∨ ∨ 局部强度：船体∨ ∨ 局部强度：固桩区∨ ∨§3.2着底工况下的平台总体强度一、结构的模型化1. 船体和桩腿的计算模型平台 船体：箱型梁（梁元）或平面板架（梁元）或空间薄壁结构（板膜元）桩腿（圆柱壳桁架型）：相当杆件（梁元）|⎧⎨⎩2. 连接与边界条件二、计算载荷1. 设计工况及相应的载荷设计工况：满载；风暴自存计算载荷： 环境载荷（风、浪、流）甲板载荷（平台重量、变动载荷）⎧⎨⎩2. 环境载荷的搜索目的：迅速而有效地确定平台使用期限内可能遭遇的最不利的环境载荷组合状态及参数 做法：三、内力计算方法，其中桩腿及固桩区是“薄弱”构件⎩⎨⎧⎯⎯⎯⎯→⎯相当杆件内力船体内力平台作为空间结构有限元分析四、强度校核1. 压弯强度 压、弯应力：σσσσa a b b [][]+≤12. 稳定性 压应力：σσσ≤=[]cr cr K§3.3着底工况和拖航工况下的桩腿局部强度一、着底工况下的桩腿局部强度1. 桩腿的模型化区分圆柱式与桁架式桩腿桩腿两端的边界条件2. 计算载荷桩腿直接承受的载荷－重力、浮力、风浪流船体及海底对桩腿的作用力⎧⎨⎩3. 内力计算方法圆柱式桩腿：圆柱壳静力分析桁架式桩腿：空间刚架静力分析4. 强度校核桩腿在各种变形模式下的强度桩腿的弦杆和撑杆的稳定性二、拖航工况下的桩腿局部强度1. 桩腿的模型化（同上）2. 计算载荷桩腿直接承受的载荷－重力、风力、惯性力桩腿根部的反力⎧⎨⎩3. 内力计算方法准静力分析：(){}{}−+=ω2[][]()()M K d t f t4. 强度校核设计工况：近距拖航；远距拖航。
58_作业平台结构监造概要
建造规范标准
· （二）平台结构总体规范
· 1、开工前的检验 · （1）平台开工前，应进行开工前检查，其焊接工艺、焊工资格、无损检
测人员资格、材料（包括钢材、铸锻件、焊接材料、底漆等）、焊接规 格表、无损检测图、密性试验图、安装公差标准和无损检测标准等，均 应符合检验标准。 · （2）确认所用材料、设备和装置应符合批准图纸、计算书和其他技术文 件的规定，且规范规定的重要用途材料、设备和装置持有CCS产品证书。 采用的工艺得到批准。 · （3）任何与已批准图纸资料、规范及公约不符的材料、机械设备、装置 和工艺应予纠正。
胜利海洋平台结构建造的过程 控制和质量检验
自升式平台结构概述
· 一、自升式平台结构概述
·
目前胜利油田海上移动平台主要是自升式平台（图1），一般为电动齿轮齿条
升降的自升式平台，采用三角形箱体为主体，配有三根圆柱形桩腿，艏一艉二。
桩腿底部带有正八边形的桩靴，采用液压驱动的X-Y横纵向移动式悬臂梁。平台主
上部与钻台底座滑动配合。二者配合形成纵、横向移动，用来对正井口。
· （3）钻杆堆场及滑道
·
钻杆堆场和滑道用于摆放钻杆、油管等修井工具，它横跨在悬臂梁上方，与悬臂梁、钻
台一起移动。
· （4）吊机底座
·
左右舷各配一圆筒形吊机基座，插入平台主体中与主体焊接成一整体。吊机
底座高出主体，上部焊接吊机，可以保证吊机有一定的高度进行吊装，同时保证
建造规范标准
· 3、结构用钢
· （1）自升式平台钢材的选用与构件在平台中起到的作用和受力有
·
关，所以选择钢材前必须对构件进行主次分类（表1）
集装箱船结构强度直接计算指南
表 !"#"%"$
, ! " + 处最大 扭矩 , -.,
注： （$） 表中各工况的波浪载荷 （弯矩） 均指以设计波方法模拟施加于全船模型的对应节点。 （!） 对于按无限航区设计的船舶， 预报在其生命周期内可能经受的最大波浪载荷主要包括在世界各海域内航行时经 受的海况， 用出现各种周期与波高的波浪出现的概率来表达。建议采用 /0.1 推荐的波浪散布图谱。二维或三 维波浪理论计算出在波浪谱各概率水平下的长期预报值。直接计算的概率水平取最大垂向波浪弯矩预报值量 级与按规范计算值相对应的概率水平。将船体置于确定的规则波上， 波浪外载荷对船体的作用可采用设计波来 模拟， 而该设计波所具有的波长、 相位和波高产生的载荷响应相当于长期预报值。
（!"） 显示满足或不满足强度标准的结果表格输出； （!#） 必要时， 对结构的建议修改方案， 包括修改后的应力评估和屈曲特性。 !$!$% 算方案。 !$!$( 计算程序如采用不同于本社 &)*+,-- 系统中所列的， 则送审单位还应提供所采用 对拟进行全船结构有限元分析的船， 设计部门应在设计周期的早期与 &&’ 研讨计
!! 1 2
首端节点 !： 沿纵向、 横向和垂向的线位移约束， 即：
!" # !! # !$ # 2
!"-"# 条件如下： 节点 -： 沿垂向的线位移约束， 即： 节点 #、 尾封板水平桁材距纵中剖面距离相等的左 （节点 #） 、 右 （节点 -） 各一节点处， 约束
!$ # 2
!"$ !"$". !"$"! 许用应力 板应力指的是板单元中点处的中面应力。 各板材 （包括桁材腹板） 的许用应力为： ［"% ］ 1 .32 第6页 4( ’ 55!
自升式平台的结构强度计算
ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｃ ｃ ｕ ｒ ｓ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ ｗｉ ｎ ｄ ａ ｎ ｄ ｉ ｃ ｅ
ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｃ ｋ ａ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｗｉ ｔ ｈ ｂ ｉ ｇ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ａ ｌ ｓ ｏ ｂ ｅ
摘 要 ：自升 式 平 台 在海 洋 石 油 开 发 中 被 广 泛 应 用 ， 为保 障平 台在 各 类 海 况 中正 常 工 作 ，其 结 构 强 度 是 安 全 评 估 的
重要依据 。以渤海海 区的自然环境条件为设计背景 ，考虑风载荷 、流载荷 、冰载荷和波浪载荷等环境载荷 ，以及 载荷沿横 向、纵 向和斜 向作用时 ，对平 台的结构 强度进行有 限元分析 ，计算平 台桩腿和主体结构在不 同工况下 的
提供参考 。
关键词 ： 自升式平 台；结构 ：强度 ；应力 ；位移 中图分类号 ：Ｕ６ ７ ４ 文献标 志码 ：Ａ 文章编 号 ：２ ０ ９ ５ ． ４ ０ ６ ９（ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ ０ ２ ２ ． ０ ４
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈｅ Ｊ ａ ｃ ｋ— ｕｐ ｐｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍｓ ｈａ ｖｅ ｗｉ ｄ ｅ ａ ｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｉ ｎ ｏｆ ｆ ｓ ｈｏ ｒ ｅ ｏ ｉ ｌ ｅ ｘ ｐｌ ｏｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ．Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄｅ ｒ ｔ ｏ ｇ ｕａ ｒ ａ ｎｔ ｅ ｅ ｉ ｔ ｓ ｎｏ ｒ ｍａ ｌ
CPOE-62自升式作业平台整船强度入级计算
维普资讯
Ｃ ＯＥ ６ Ｐ ．２自升 式 作 业 平 台整 船 强 度入 级计 算
马 网扣 ，羊 卫
（０ ７ ８研 究 所 ， 海 ２ ０ １ ） 上 ０ ０ １
摘要 ： 按照 Ｃ Ｓ移动平 台规 范进 行多个工况下 的 Ｃ Ｏ ．２自升 平台整 船有 限元强度 屈服 和屈 曲计算 。就 风 、 、 Ｃ Ｐ Ｅ６ 浪 流环境载荷计算 ， 桩腿 与围阱区接触耦合 的接触 力传递模 拟方 法 ， 台整体侧 向位移 引起 的二次力 的 Ｐ△效 应进 平 － 行 了讨论 。建立 了拖航 工况下桩腿弯 矩的计算简 图 ， 推导 出桩腿 弯矩计算公式后进行 桩腿强度校核 。 关键词 ：环境载荷 ；接触力传递模 拟 ； － 应 ＰＡ效 中图分类号 ：Ｕ ７ ． ８０ １ ６ ４ ３ ．３ 文献标识 码 ： 文章编 号 ： ０ ５９ ６ （ ０ ８ ０ － １－６ Ｂ １０ － ２ ２ ０ ） ２０ ７０ ９ ０
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｉｌｉｇ ａ ｄ ｂ ｃ ｌ ｇｓｒｎ ｔ ｆ ｈ Ｏ ６ ａ ｋ ｕ ｓｃ ｌｕａｅ ｃ ｏｄｎ ＣＳｍｏ ｉ ｆ ｈ ｒ ｕｅ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅｙｅｄｎ ｎ ｕ ｋｉ ｔ ｇｈｏ ｅＣＰ Ｅ－２ ｊｃ —ｐｉ ａｃ ｌｔｄ ａ ｃ ｒｉｇｔ Ｃ ｂｌ ｏｆ ｏｅｒ ｌ． ｎ ｅ ｔ ｏ ｅ ｓ
自升式钻井平台上层建筑与直升机平台结构强度计算载荷分析_黄如旭
黄如旭，刘 刚，黄 一，李 勇
（ 大连理工大学 船舶工程学院，辽宁 大连 116024）
摘 要：以某 91． 44 m（ 300 ft） 自升式钻井平台为例，对上层建筑与直升机平台结构有限元强度分析中所
施加的载荷以及载荷组合工况进行分析。考虑的基本载荷包括结构自重、可变载荷、惯性载荷、风载荷和直升
机机轮载荷等。给出了载荷的计算过程和合理的载荷施加方法，并按各种载荷最不利组合的原则，提出了更
2 基本载荷
2． 1 结构自重 上层建筑的结构自重为 3 401． 0 kN，均匀分
布在上层建筑节点上； 直升机平台结构的自重为 1 224． 8 kN，均匀分布在直升机平台桁架上； 救生
153
第6 期
船海工程
第 40 卷
图 2 上层建筑与直升机平台结构总体有限元模型
艇的自重为 608． 22 kN，以线载荷的方式均匀加 载在等效梁上。 2． 2 可变载荷
第 40 卷 第 6 期 2011 年 12 月
船海工程 SHIP ＆ OCEAN ENGINEERING
DOI： 10． 3963 / j． issn． 1671-7953． 2011． 06． 040
Vol． 40 No． 6 Dec． 2011
自升式钻井平台上层建筑与直升机平台 结构强度计算载荷分析
收稿日期：2011-04-18 修回日期：2011-08-09 作者简介：黄如旭（ 1987-） ，男，硕士生。 研究方向：海洋工程与结构安全 E-mail： whateverwhy@ 126． com
与上层建筑的第三层甲板和平台的主甲板相连。
图 1 91． 44 m（300 ft） 自升式钻井平台布置示意
图 3 水平加速度力矩臂 Zp
海上移动平台入级规范(2012)-自升式平台构件分类
通则海上移动平台入级规范第2篇第1章（2）主要构件：对平台结构整体完整性有重要作用的构件；（3）特殊构件：在关键载荷传递点和应力集中处的主要构件。
1.4.2.2 自升式平台（1）次要构件：① 柱形桩腿内部骨架，包括隔壁和桁材；② 平台主体内部舱壁和骨架（作为主要构件者除外）；③ 桩靴或沉垫支承结构的内部舱壁和骨架（作为主要或特殊构件者除外）；④ 平台主体甲板板、舷侧板和底板（作为主要构件者除外）；⑤ 直升机甲板和甲板室；⑥ 救生艇平台；⑦ 管架。
（2）主要构件：① 柱形桩腿的外板；② 桁架式桩腿的全部骨材；③ 平台主体中组成箱型或工字型主支承结构的舱壁板、甲板板、舷侧板及底板；④ 升降机座的支撑结构；⑤ 桩靴或沉垫的外板，以及最初传递桩腿载荷的构件；⑥ 将主要集中载荷或均布载荷分散到结构中去的桩靴或沉垫支承结构的内部舱壁和骨架；⑦ 悬臂式直升机甲板和救生艇平台的主要支撑构件；⑧ 重型底座和设备支撑，如钻台基座、钻井悬臂梁和起重机座及其支撑结构、隔水管支撑结构；⑨ 海水塔。
（3）特殊构件：① 与沉垫或桩靴相连接部分的桩腿垂直结构；② 含有新颖构造桁架式桩腿结构中的连接部位，包括使用的铸钢件或锻钢件。
1.4.2.3 柱稳式平台（1）次要构件：① 立柱、上壳体或上平台、下壳体、斜撑和水平撑杆等的内部结构，包括舱壁、扶强材、平台或甲板、和桁材（作为主要或特殊构件者除外）；② 上平台甲板或上壳体甲板板（作为主要或特殊构件者除外）；③ 某些长径比小的大直径立柱（交接处除外）；④ 直升机甲板和甲板室；⑤ 管架；⑥ 救生艇平台。
（2）主要构件：① 立柱、下壳体和上壳体、斜撑和水平撑杆等的外壳板（作为特殊构件者除外）；② 组成箱型或工字型支承结构的上壳体或上平台的甲板板、重型翼板和舱壁板（作为特殊构件者除外）；③ 作为交接点局部加强或使交接点处结构连续的舱壁、甲板或平台和骨架（作为特殊构件者除外）；④ 悬臂式直升机甲板和救生艇平台的主要支撑构件；⑤ 重型底座和设备支撑，如钻台基座、起重机座、隔水管支撑结构。
某自升式平台管线栈桥强度评估
某自升式平台管线栈桥强度评估张亮【摘要】由于海洋环境对钢结构的设备影响较大,因此需要定期对钢结构类的设备进行检测及强度评估.通过对某自升式钻井平台的管线栈桥进行检测及结构强度分析,利用ANSYS软件建模并计算重要构件及整体的应力分析,以此来验证该管线栈桥使用的可靠性.【期刊名称】《造船技术》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】5页(P49-53)【关键词】自升式平台;管线栈桥;应力分析;强度;评估【作者】张亮【作者单位】中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300452【正文语种】中文【中图分类】P75某自升式钻井平台通过管线栈桥与固定平台之间互通油、气、水、电，结构模型如图1、图2所示。
该管线栈桥上载有240 mm2的主输电电缆18根，其它通信广播电缆若干根，以及输送液体无缝钢管φ89×5.5 mm两根、φ60×4 mm三根。
为了管线连接机维修方便，栈桥上设有供两人行走的通道。
栈桥总长14.5 m，旋转角度为180°，总体外观为悬臂式，并可绕立式主轴水平旋转。
栈桥主体为框架式，通过多条螺栓与立式主轴连接，在栈桥上部与主轴顶部之间用一根钢丝绳相连。
栈桥的旋转动能是靠机械传动与液压马达来实现，在拖航状态下，栈桥紧靠生活区后部，在自由端设有支撑平台，栈桥通过张紧装置和羊角螺栓固定，以保证拖航状态下的稳定性。
该栈桥于2006年安装，鉴于使用年限较长，故有必要对栈桥重要构件及整体进行安全评估。
评估内容包括栈桥主体、传动及转动装置的强度。
1.1 载荷施加人员质量200 kg，集中加在端部。
均布重量1 735 N/m，电缆质量1.5 t，液管直径89×8 mm两根，60×6 mm三根，液体按水计。
要求在10级风的条件下，栈桥能够正常使用，计算如下[1]：10级风速V=28.5 m/s，风压P=0.613×10-3V2 kPa=812.55 Pa,风载荷F=ChCsSP=9 507 N。
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1 概 述
CPOE 2 62 自升式作业平台用于海上修井作业 , 能对水深 4. 5 ～40 m 范围内泥砂质海底或类似海域 的油 、 气、 水井进行修井作业 。平台主船体呈三角 形 ,带 3 个直径 3 m 的圆柱形桩腿 ,桩腿下端设桩靴 支撑 。 CPOE 2 62 按 CCS现行规范和规则设计 、 建造和 检验 ,由 708 研究所承担设计 。用有限元计算校核 了平台整船强度以及桩靴 、 起重机基座 、 直升机平台 等局部结构强度 。计算方法主要依据参考文献 [ 1, 2 ] ,考虑了作业 、 自存 、 预压 、 拖航 4 种工况 。计算 软件选用 ANSYS。
Targe170 与 Conta175 模拟 。桩腿与主体之间通过
上导向环传递水平力 , 故将同样高度处桩腿节点与 固桩架节点水平位移约束为相同 , 同样使用上述接 触单元模拟 。另外 ,作业和自存工况下 ,桩腿在波流 — 17 —
上海造船 2008 年第 2 期 (总第 74 期 )
作用下产生弯曲而与船体围阱区下段的圆筒发生靠 碰 ,从而产生力的传递 ,考虑采用 Coup ling /RBE3 耦 合模拟 ,详见下文 3. 4。
Beam188 模拟 , 纵 桁和强 横 梁 的 面 板 使 用 杆 单 元 L ink180 模拟 , 部分设备和可变载荷通过点质量单
元 M ass21 模拟 。桩腿和平台主体的连接通过齿轮 齿条啮合系统实现 , 两者之间通过齿轮齿条传递竖 向力 ,故根据齿轮与齿条实际啮合高度 ,将桩腿节点 与固桩架节点垂向位移约束为相同 , 使用接触单元
工况 正常作业 风暴自存 风速 /m s
36. 0 51. 5
-1
图 2 预压工况时液舱的加载情况
表 1 作业和自存工况的海洋环境参数 波高 /m
7. 5 9. 3
波浪周期 / s
9. 6 9. 6
表面流速 /m s - 1
1. 286 1. 286
冰载荷 无冰期作业 无冰期作业
在施加环境载荷时 , 总是假定风 、 浪、 流的作用 方向一致 。平台强度分析考虑了几种典型的环境载 荷作用角度 ,具体如图 3 所示 。由于平台结构基本 左右对称 ,因此只考虑环境载荷作用于平台右舷侧 。
CPO E2 62 自升式作业平台整船强度入级计算
马网扣 , 羊 卫 ( 708 研究所 , 上海 200011 )
摘要 : 按照 CCS移动平台规范进行多个工况下的 CPOE 2 62 自升平台整船有限元强度屈服和屈曲计算 。就风 、 浪、 Δ效应进 流环境载荷计算 ,桩腿与围阱区接触耦合的接触力传递模拟方法 ,平台整体侧向位移引起的二次力的 P 2 行了讨论 。建立了拖航工况下桩腿弯矩的计算简图 ,推导出桩腿弯矩计算公式后进行桩腿强度校核 。 Δ效应 关键词 : 环境载荷 ; 接触力传递模拟 ; P 2 中图分类号 : U674. 38. 03 + 1 文献标识码 : B 文章编号 : 1005 2 9962 ( 2008 ) 02 2 0017 2 06 Abstract: The yielding and buckling strength of the CPOE2 62 jack2up is calculated according to CCS mobile offshore rule. The environmental loads induced by w ind, waves and current, the sim ulation method of contact force transfer bet w een the Δ effect of secondary force caused by the p latform ’ leg and well area, and P 2 s lateral movement are discussed in this paper . The for mula for calculating leg bending moment under tow ing condition is derived by establishing a simp le figure. The leg strength is checked. Δ effect Key words: environmental load; sim ulation of contact force transfer; P 2
2. 3 边界条件
舱的加载情况 。环境载荷包括由风 、 浪、 流引起的载 荷 。作业和自存工况的水深取 40 m ,气隙 8 m ,海洋 环境参数在表 1 中列出 。
平台着底状态时 ,参照文献 [ 1 ]确定边界条件 , 取桩腿海底泥面以下 3 m 处简支 。
3 作业和自存工况计算
3. 1 加载工况及工况组合
而不参与接触的那部分对应的角度 。 本计算 ,采用 ANSYS的 Coup ling /RB E3 模拟各 工况 的 接 触 力 分 布 , 即 将 接 触 力 按 节 点 力 传 递 。 RBE3 实质是一种多点约束 。将桩腿节点作为主节 点 ,将耐磨板的各个节点作为从节点 ,需要确定各个 从节点分配得到接触力的比例系数 fi ,Σfi = 1。上面 已得到力的分布 P0 的值 ,按各个接触面上从节点的 空间坐标及相邻单元面 , 确定其受到的集中力 Fi , 那么比例系数即可按下式确定 :
图 7 围阱区下端厚耐磨板
图 5 波浪与海流共同作用计算波流力
平台的波流载荷是时间变量 , 需要确定 3 个桩 腿的波流载荷合力达到最大值对应的时刻 。图 6 所 示为自存工况下 0 ° 角时平台的波流载荷合力的时 历分布 ,最大合力出现在 2. 52 s,相应地取该时刻的 波流载荷进行整船准静态分析 。 3. 4 桩腿与围阱区下段间力的传递 围阱区 下 端 设 有 高 600 mm , 厚 度 50 mm 的 上海造船 2008 年第 2 期 (总第 74 期 )
作业和自存工况下平台承受的载荷包括固定载 荷、 可变载荷和环境载荷 。固定载荷主要包括结构 自重和设备载荷 ,其中结构自重由模型自动实现 ,设 备载荷则通过调整材料密度和在相应位置施加偏心 的点质量单元实现 。可变载荷主要包括液舱的装载 以及修井载荷 ,其中液舱载荷通过在相应舱室施加 压力载荷实现 ,其余载荷通过在支撑结构上施加点 质量单元或集中力实现 。图 2 所示为预压工况时液
马网扣等 : CPOE 2 62 自升式作业平台整船强度入级计算
— 18 —
图 6 0 ° 角时波流载荷合力的时历分布
图 4 确定平台适用的波浪理论
DH36 级厚耐磨板 ,与桩腿间隙 12 mm ,如图 7 所示 。
式中 ρ 为海水密度 , kg /m ; CD 为垂直于构件轴线的 拖曳力系数 ,取 1. 2; CM 为惯性力系数 ,取 2. 0; D 为 圆形构件直径 , m; u 为波浪水质点的速度矢量与海 流速度矢量之和在垂直于构件方向上的分矢量 ; d u / d t为垂直于构件轴线的水质点相对于构件的加 速度分量 。图 5 表示 ANSYS 中波速与流速的叠加 方式 ,当 KCRC = 1 时 , 流速的处理方式与文献 [ 1 ] 的要求一致 。
2 建立有限元模型
2. 1 模型构成 CPOE2 62有限元模型包括完整的主船体 、 桩腿 、
图 1 自升平台整船有限元模型
生活楼、 直升机平台及固桩架结构 ,其中主船体、 桩腿 结构是整船计算的主要考察对象。由于围阱区结构 强度也在整船模型中校核 ,因此对围阱区部分进行了 适当细化 ,保证围阱区所有重要的局部加强构件都在 模型中反应出来 。图 1所示为平台的整船模型。 2. 2 单元类型 平台主甲板 、 底板 、 内外围壁板 、 纵横舱壁板 、 纵 桁和强横梁的腹板 、 直升机甲板 、 生活楼甲板和围壁 板等使用壳单元 Shell181 模拟 , 承受波流载荷作用
3
作业 、 自存工况时桩腿在设计环境载荷的作用下 ,将 发生弯曲变形而与围阱区下段的厚耐磨板产生接 [4] 触 。严格讲 , 这是非线性过程 , 但考虑到桩腿的 刚度远小于平台主体的刚度 , 因此可认为接触是紧 密的 ,即两者贴合在一起 ,不发生相对滑动 。桩腿与 围阱区下端间由于接触 , 桩腿受到的环境力将传递 到厚耐磨板接触面上 , 进而传递到平台主结构上 。 这里假定一种比较好的接触力传递方式 , 即接触力 按余弦方式传递 ,如图 8 所示 ,图中 b表示接触面高 度 , P 表示水平力 。
第一作者简介 : 马网扣 ,男 ,工程师 。 1978 年生 , 2003 年天津 大学船舶设计专业毕业 , 现从事船舶及海洋 工程设计研究工作 。
的桩腿部分使用管单元 Pipe59 模拟 ,泥线下以及波 面以上的桩腿部分使用管单元 Pipe16 模拟 ,平台纵 骨、 舱壁扶强材 、 直升机平台撑杆等使用偏心梁单元
图 3 环境载荷作用方向设定示意
3. 2 风载荷计算
根据文献 [ 1 ] ,风压 P 按照下式计算 :
P = 0. 613V
2
Pa
( 1)
式中 V 为设计风速 , m / s。 作用于杆件上的风力 F 按下式计算 :
F = Ch CS S P kN ( 2)
式中 : P 为风压 , 按 ( 1 ) 式计算 ; S 为受风杆件的正投 2 影面积 , m ; Ch 为暴露在风中杆件的高度系数 ; CS 为暴露在风中杆件的形状系数 。 平台的风载荷按照 3 种方式施加到模型上 : ① 对于平台主体外围壁 、 生活楼外围壁等板结构 , 按 ( 1 )式计算的风压施加到模型上 ; ② 对于桩腿 、 直升 机平台支撑等杆结构 , 按 ( 2 ) 式计算的风力施加到 模型上 ; ③ 对于悬臂梁 、 起重机等没有直接建模的构 件 ,将计算得到的风载荷通过支反力施加到相应支 撑结构上 。 3. 3 波流载荷计算 [1] 根据图 4 确定适合的波浪类型 。图中横坐标 2 h / gT 为无因次相对水深 , h 为平均水深 , T 为波浪 2 周期 ; 纵坐标 H / gT 为无因次波陡 , H 为波高 。图中 虚线与点划线交点分别表示自存与作业工况对应的 波浪理论 ,均可采用 Stokes 5 阶波 。 平台桩腿直径与设计波长之比 D /L 为 < 0. 2, [3] 桩腿的波浪载荷可按 Morison 公式计算 。ANSYS 的 Pipe59 单元具有直接求解 Morison 波浪载荷的功 能 ,通过叠加流速与波速而一起考虑波流载荷 ,计算 公式如下 : ρ πD 2 d u ( 3) F = CD D u | u | + CMρ 2 4 dt