基于ANSYS的导管架平台强度分析
于ANSYS的导管架放空阀临时操作平台优化设计研究
于ANSYS的导管架放空阀临时操作平台优化设计研究【摘要】本文通过在ANSYS中对导管架、放空阀和临时操作平台进行建模与分析，对其进行设计优化研究。
通过优化设计，提高了导管架、放空阀和临时操作平台的效率和稳定性，并对优化设计结果进行了详细的分析。
最终提出了一套完善的优化设计方案，并对其实施进行探讨。
结论部分总结了研究成果，并展望了未来的研究方向。
本研究对工程实践具有一定的启示作用，为相关领域的工程设计和实践提供了有益的借鉴。
研究成果的贡献在于为导管架、放空阀和临时操作平台的设计优化提供了理论支持和实践经验，具有一定的理论和实用价值。
【关键词】关键词：ANSYS、导管架、放空阀、临时操作平台、设计优化、建模与分析、工程实践、研究成果、贡献。
1. 引言1.1 研究背景导管架是一种用于支撑和固定管道系统的重要设备，其在工业生产中扮演着至关重要的角色。
在实际应用过程中，导管架的设计和使用往往存在一些问题，比如结构不稳定、安全性能不足等。
为了解决这些问题，人们提出了对导管架进行优化设计的需求，以提高其性能和可靠性。
在ANSYS中，可以通过建立相应的模型对导管架进行建模和分析，从而评估其受力情况和稳定性。
而放空阀作为导管系统中的关键部件，其设计优化可以提高系统的操作效率和安全性。
临时操作平台作为人员操作的重要场所，其设计优化可以提高操作的舒适性和安全性。
本研究旨在通过对导管架、放空阀和临时操作平台的设计优化，提高其性能和可靠性，从而为工程实践提供技术支持和指导。
通过对这些关键部件的优化设计研究，可以为工业生产中的管道系统运行和维护提供更好的技术解决方案。
1.2 研究目的研究目的是通过对于ANSYS中导管架、放空阀和临时操作平台的优化设计研究，提高设备的稳定性和安全性，降低故障率和维护成本。
具体目的包括：1. 优化导管架的结构设计，提高其承载能力和稳定性，确保管道运行安全；2. 对放空阀进行设计优化，减小压力泄漏风险，提高工作效率和操作便捷性；3. 优化临时操作平台的结构和布局，提升工作人员的操作舒适度和安全性，降低事故发生的可能性；4. 基于优化设计结果进行分析和比较，确定最佳设计方案，为实际工程应用提供参考依据。
基于ANSYS软件的大管径进水管道固定支架受力分析
一、概述 为了贯彻落实国家环保精神及政策，拟开展全厂废水零 排放技改工作，一是节约水资源，提高全厂废水利用率； 二是 解决电厂外排水安全问题； 三是通过优化全厂水平衡体系， 实施水的梯级使 用 和 重 复 使 用，将 废 水 回 收 利 用，少 量 难 以 回用的废水通过干灰拌湿及煤场喷淋等，实现全厂废水零排 放。期待该项目能有效地回收利用废水资源，使电厂不仅获 得良好的社 会 效 益 和 环 境 效 益，而 且 也 将 获 得 良 好 的 经 济 效益。 二、全厂脱硫废水（ 20m3 / h 为例） 采用零排放设计方案 脱硫废水是电厂所有类型水种中最末端也是最难处理 的水，解决好脱硫废水的零排放也就实现了全厂废水的零排 放，由于脱硫废水 水 质 相 对 复 杂，所 以 在 处 理 脱 硫 废 水 时 需 要设置预处理环节，整体工艺为： 预处理 + 零排放深度处理 工艺。 （ 一） 脱硫废水预处理系统现状。根据国内脱硫废水预 处理系统现状调查情况发现，90% 左右的处理设备处理结果 不达标及运行成 本 高、操 作 复 杂 等 因 素，甚 至 相 当 一 部 分 脱 硫废水预处理系统因为效果太差而停运成为摆设。一是污
何海峰（ 1985 ～ ） ，男，河北廊坊人； 中国核电工程有限公司河北分公司工程师； 研究方向： 核反应堆工程设计 林木营（ 1985 ～ ） ，男，福建福州人； 中国核电工程有限公司河北分公司工程师； 研究方向： 核反应堆工程设计
某核电厂两座反应堆设置 4 个重要厂用水进水系列，每 个进水系列设置一根管径为 30 寸的重要厂用水进水管道。 管道采用混凝土上设置钢支架的形式，根据管道力学计算及 管道布置情况，管 道 上 主 要 设 置 滑 动 支 架、导 向 支 架 及 固 定 支架。本文主要介绍管道受力分析中受力最大，对管道稳定 性影响最大的固定支架的设计及受力分析。
基于ANSYS Workbench固定导架刚强度分析
离 心 泵 叶轮 强 度 分 析 ［ Ｊ ］ ． 西华大 学学 报 （ 自然 科 学 版 ） ， ２ ０ １ １
ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｆ ｌ ｕ ｏ ｒ ｉ ｎ ｅ ｃ ｏ ｎｔ ａ ｉ ｎｉ ｎ ｇ ａ ｓ ｈ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｆ ｌ ｕ ｏ ｒ ｉ ｎ； ｉ ｏ ｎ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ； ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇｓ
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ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ，ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｌ ｕ ｏ ｒ ｉ ｎ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ １ ０ １ ％ ～１ ０ ５ ， ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ —
物样品中 痕量氟的离子色谱法分析［ Ｊ ］ ＿ 分析测试学报， ２ ０ ０ ８ ，
Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｄｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｆｌ ｕ ｏ ｒ ｉ ｄ ｅ ｉ ｎ Ｔａ ｉ ｌ ｉ ｎｇ ｂ ｙ １ ０ ｎ— ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｅｉ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ
阳离 子 。
（ ４ ）氟 电极 的适用 酸度 范 围为 ｐ Ｈ一６ ～８ ， 测 定
基于ANSYS的导管架平台模态分析
基于ANSYS的导管架平台模态分析
蔡厚平;谢云飞
【期刊名称】《南通航运职业技术学院学报》
【年(卷),期】2009(008)002
【摘要】作为海洋油气开发的基础设施,海洋平台的安全性越来越受到人们重视.文章以某导管架平台为例,采用ANSYS模态分析,获得平台的模态振动规律,最终得出平台各方向的模态规律及薄弱部位.
【总页数】4页(P56-58,62)
【作者】蔡厚平;谢云飞
【作者单位】南通航运职业技术学院,船舶工程系,江苏南通,226010;南通航运职业技术学院,船舶工程系,江苏南通,226010
【正文语种】中文
【中图分类】U674.38
【相关文献】
1.基于ANSYS的导管架平台强度分析 [J], 任红伟
2.基于ansys workbench的温室电动微耕机履带底盘模态分析 [J], 林颖;陈骞;魏国俊;王鸿翔;张海军
3.基于ANSYS Workbench的电机轴系模态分析 [J], 高丰;王福忠;韩素敏
4.基于ANSYS Workbench的电液执行器模态分析 [J], 王丽然;蔡婧
5.基于ANSYS Workbench软件在轴承座模态分析中的应用 [J], 赵忠杰
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基于ANSYS软件的支架强度有限元分析报告
基于ANSYS软件的支架强度有限元分析报告一、概述本次大作业主要利用ANSYS软件对支架的应力和应变进行分析,计算出支架的最大应力和应变。
然后与实际情况进行比较,证明分析的正确性,从而为支架的优化分析提供了充分的理论依据，并且通过对ANSYS软件的实际操作深刻体会有限元分析方法的基本思想，对有限元分析方法的实际应用有一个大致的认识。
二、问题分析如图1所示的支架由3mm钢板折弯而成。
该支架的h2一侧为固定支撑，顶部平面承受书本重物载荷，重物重量为500N。
材料的杨氏模量为2E11Pa，泊松比为0.3，密度7850kg/m3。
图1 支架a b h1 h2 w数据80 40 15 40 15三、有限元建模支架由钢板折弯而成，厚度尺寸相对长度和宽度尺寸来说很小，所以在ansys中采用面体单元进行模拟，在Workbench中的单元设置为shell181，材料即为结构钢材料，其弹性模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3，密度为7850kg/m^3图2 材料属性双击Geometry进入几何模型建立模块，首先设置单位为mm。
以XY平面为为基准建立如下草绘面。
图3 草绘面1再以此草绘面生成面体，通过概念建模的方式实现。
图4 生成面体对上面面体的长边进行拉伸，拉伸方向为垂直向外，拉伸15mm图5 拉伸成面体对相交区域进行倒角，倒角半径为3图6 最终几何模型双击model进行分析界面进行网格划分，首先定义面体厚度为1mm图7 面体厚度随后进行网格划分，设置网格尺寸为5mm，采用全四边形网格划分方法，同时在倒角位置采用Mapped Face sizing功能映射网格，保证网格过度平滑。
图8 有限元网格模型检查网格质量，Workbench中网格质量柱状分布图如下所示，最差的都大于0.6，网格质量平均值为0.84，可见网格质量很好，满足计算精度图9 网格质量检查添加载荷，如10所示支架h2一侧为固定支撑，采用Fix Support固定方式实现，顶部平面承受500N的均布力，采用Force实现，如下图所示图10 载荷加载四、有限元计算结果（1）位移变化，如图12所示，结果最大变形为0.17mm，发生在左侧边角区域，刚好为载荷加载边缘处，也为结构刚度最为薄弱区域图12 位移云图（2）等效应力计算结果，如图3所示，最大等效应力为213MPa，发生在右侧倒角区域，该处为约束边缘处，由于约束会引起较大的应力集中，所以在实际情况下应该加大此处的倒角过度，减缓应力集中现象。
于ANSYS的导管架放空阀临时操作平台优化设计研究
于ANSYS的导管架放空阀临时操作平台优化设计研究我们需要明确导管架放空阀临时操作平台的作用和特点。
导管架放空阀临时操作平台通常用于在安装、维修和操作阀门时提供临时支撑和工作台面，并能够保证操作人员的安全。
导管架放空阀临时操作平台的设计需要考虑到结构稳定性、荷载承受能力、操作人员的安全以及便捷性等因素。
在优化设计研究中，我们将采用ANSYS软件进行有限元分析，以评估导管架放空阀临时操作平台在不同工况下的性能和受力情况。
通过有限元分析，我们可以得到导管架放空阀临时操作平台的结构受力分布情况，找出可能存在的弱点和薄弱环节，并进行结构优化设计。
在进行有限元分析之前，我们需要建立导管架放空阀临时操作平台的三维模型。
在建模过程中，我们需要准确地反映出各个部件的尺寸、连接方式和材料特性。
这一步是非常关键的，因为建立准确的模型将直接影响后续的有限元分析结果和优化设计方案。
在进行优化设计时，我们可以从以下几个方面进行考虑：1. 结构强度和稳定性：通过加强结构关键部位的结构设计和加固措施，提高导管架放空阀临时操作平台的整体承载能力和稳定性。
2. 材料选择和工艺优化：选择合适的材料和工艺，使导管架放空阀临时操作平台在保证结构强度的前提下尽可能减轻重量，提高操作便捷性。
3. 安全性设计：在设计中加入安全防护装置和人机工程学设计，确保操作人员的安全和操作便捷性。
4. 安装与维护便捷性：考虑导管架放空阀临时操作平台的安装和维护便捷性，提高工作效率。
通过以上的优化设计研究，我们可以得到一套针对于ANSYS的导管架放空阀临时操作平台优化设计方案，以提高其在工程实践中的性能和安全性。
并且，这一研究也可以为其他类似装置的优化设计提供有益的参考和思路。
复杂环境下导管架受力研究
复杂环境下导管架受力研究摘要：海洋的环境载荷是复杂和多变的，而海洋的坏境工况又决定着海上结构物的受力情况，海洋平台结构复杂，造价昂贵，并且在海洋中工作，长期承受风、浪、流、地震等载荷的威胁，所处的工作环境十分复杂恶劣。
结构是否具有足够的强度，关系到海洋平台能否满足环境条件的要求与实现预期的功能。
因此，海洋平台的强度分析是一个复杂而且重要的问题。
本文针对某海域的导管架的方案设计，基于大型结构计算软件ANSYS，充分考虑海洋上复杂的载荷条件，完成多工况下的强度分析，并得出其应力和变形规律。
关键词：导管架平台；ANSYS；环境载荷；强度分析0 引言导管架平台长期服役在恶劣的海洋环境中，并受到各种载荷的作用，其结构计算的复杂性和计算的规模，应用手算分析基本上已经是无法实现了，目前广泛采用有限元分析的方法，能更为精确可靠的完成结构强度仿真计算。
近年来我国的一些学者及工程技术人员对海洋平台强度分析进行了一系列的研究。
许滨、申仲翰[1]利用非线性模似技术及线性分析程序的完美结台，成功地分析计算了受集中载荷作用的空间框架结构，及受静载荷和环境载荷作用下的真实导管架平台极限强度。
窦培林、王辉辉[2]对渤西QK18- 2导管架平台整体和局部结构强度进行分析计算，运用MSC. PATRAN 建立QK18 - 2导管架平台整体结构计算分析有限元模型，确定了平台的环境荷载，按照规范进行荷载组合，确定结构计算分析的主要工况，计算了在各种荷载组合工况下的整体结构应力，并通过对平台整体结构应力状态的分析，选取平台应力幅值较大的典型管节点，根据美国石油协会API(American Petroleum Institute)规范对典型管节点进行了强度校核。
为导管架平台的结构设计提供了分析方法。
YildirimO.Bayazitogfu[3]通过对飓风后坎佩切湾平台强度的分析，提出了平台评估和修复的临时标准。
Damir Smenski，Hink Wolf[4]等人通过分析海洋平台环境因素对结构强度的影响，提出了剩余强度的计算方法。
ansys实验强度分析报告
ansys有限元强度分析一、实验目的1 熟悉有限元分析的基本原理和基本方法；2 掌握有限元软件ANSYS的基本操作；3 对有限元分析结果进行正确评价。
二、实验原理利用ANSYS进行有限元静力学分析三、实验仪器设备1 安装windows XP的微机；2 ANSYS11.0软件。
四、实验内容与步骤1 熟悉ANSYS的界面和分析步骤；2 掌握ANSYS前处理方法，包括三维建模、单元设置、网格划分和约束设置；3掌握ANSYS求解和后处理的一般方法；4 实际应用ANSYS软件对六方孔螺钉头用扳手进行有限元分析。
五、实验报告1）以扳手零件为例，叙述有限元的分析步骤；答：（1）选取单元类型为92号；（2）定义材料属性，弹性模量和泊松比；建立模型。
先生成一个边长为0.0058的六边形平面，再创建三条线，其中z向长度为0.19，x向长度0.075，中间一段0.01的圆弧，然后把面沿着三条线方向拉伸，生成三维实体1如题中所给形状，只是手柄短了0.01；把坐标系沿z轴方向平移0.01，再重复作六边形面，拉伸成沿z轴相反方向的长为0.01的实体2；利用布尔运算处理把实体1和2粘接成整体。
（4）划分网格。
利用智能网格划分工具划分网格，网格等级为4级。
（5）施加约束。
在扳手底部面上施加完全约束；（6）施加作用力。
在实体2的上部面上施加344828pa（20/（0.01*0.0058））的压强，在实体2的下部面的临面上施加1724138pa(100/0.01/0.0058)的压强；（7）求解，进入后处理器查看求解结果，显示应力图。
2）对扳手零件有限元分析结果进行评价；答：结果如图所示：正确的显示出了受力的最大位置及变形量，同时给出了各处受力的值，分析结果基本正确，具有一定的参考意义。
六、回答下列思考题1.什么是CAE技术？答： CAE是包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造的一个综合过程，关键是在三维实体建模的基础上，从产品的设计阶段开始，按实际条件进行仿真和结构分析，按性能要求进行设计和综合评价，以便从多个方案中选择最佳方案，或者直接进行设计优化。
于ANSYS的导管架放空阀临时操作平台优化设计研究
于ANSYS的导管架放空阀临时操作平台优化设计研究摘要：结构最优化设计日益受到业界的重视，传统的设计是根据经验做出初始方案，然后进行多次方案修改，较为繁琐。
利用ANSYS参数化（APDL）建模，一次计算即可完成结构的最优选择，在满足材料强度、刚度、稳定性前提下，保证用料最经济，本文重点介绍通过ANSYS软件实现导管架放空阀临时操作平台的最优化设计。
关键词：ANSYS；优化设计；导管架。
1 概述进行优化设计的传统方式一般是根据经验初步建立方案，然后反复进行力学分析，不断更新方案，费时费力，而且不易得出既经济又合理的设计方案，往往会影响工程进度。
因此传统的结构优化设计已经不能满足工程的需要。
所谓工程结构的优化设计，其本质上是利用数学上的最优化理论，把问题归结为单个或多个自变量的优化问题：优化的目标函数可以是结构用材料最少或者造价最低，优化的约束条件是满足所有的设计要求，如结构的应力、变形不超出允许范围等。
结构最优化设计问题的基本数学表述如下：对于一组选定的设计变量α1，α2，α3，……αn，确定其具体的取值范围，使得以这些设计变量为自变量的多元函数Fobj=Fobj（α1，α2，α3，……αn）在满足一定的约束条件下，取得最大值或者最小值。
如今有限元分析技术日益成熟，利用有限元分析软件（如ANSYS）进行结构优化分析，可以很快完成结构材料的最优选择。
由上面的數学表述可知，优化问题涉及到三种变量，这也是ANSYS优化设计中涉及的三大变量：设计变量、状态变量、目标变量[1]（亦称目标函数）。
设计变量（比如尺寸）为自变量，优化的过程就是不断改变设计变量的数值来实现的。
状态变量和目标变量都是设计变量的函数。
状态变量必须满足一定的约束条件，比如材料许用应力、允许变形范围等，因此又被称为约束变量。
目标变量（比如结构总重量）是要尽量减小的数值。
简言之，结构最优化设计就是指满足所有的约束条件又使得目标函数取得最值的设计。
有限元分析软件ANSYS在海洋工程中的应用_省略_用ANSYS程序的导管架平台结
w
表 1 波浪理论选项
波浪理论选项 K W A V 相应的波浪理论
[ 3]
0 1 2 3
深度衰减经验修正的微幅波理论
,
A ir y 波理论
[ 3]
,
Stokes 五 阶波理论 [ 4] , 流函数波浪理论 [ 5] 。
N i
w
=
i = 1
=
i=
Hi co s 1 2
i
图 2 波、 流作用方向
其中:
为总波高; N w 为组成波的数目;均为时间 t 的函数, 其中流体质点速度为波 浪速度与流 速的矢量和。 考虑结构的运动 , 按结构与流体的
i
2 (
i
R
i
+
t
i
+
360
i
)
相对运动速度表示的 M or ison 方程为 : { F / L } d = C D
3 0 3 i
M a = ( m w + m int + m ins) L mw = ( 1 其中 : 圆管壁的密度( 程度输入值) ; in 为初应变( 程序输入值) 。 m int 为圆管内部流体与附件的单位长度 的质量。 m ins = ( 1
i in in
)
4
2 ( D2 0 - Di )
i
为输入值进行波浪载荷工况的静力计
3 采用 P IP E 59 单元的导管架平台结构 有限元分析
按照 P IPE 59 单元的特性, 可以归纳出采 用该单元进行导管架平台结构有限元分析的功 能。采用 PIPE 59 单元进行导管架平台结构有 限元分析时 , 对于泥面以上至导管架帽以下的 导管架平台的支撑结构用 P IL E59 单元模拟; 对于泥面以下部分 , 如桩基础 , 采用 PIL E16 单 元模拟 ; 上部模块可采用 BEA M4 单元模拟。 采 用 AN SYS 程序的前处理功能 , 可以方便地进 行导管架平台结构有限元分析的建模。对建立 的有限元分析模型 , 可进行如下问题的求解。 3. 1 导管架平台结构静力分析 导管架平台的结构静力分析通常包括冰载 荷、 波浪载荷两种工况 , 每种工况需要考虑相应 的风载荷、 结构自重载荷、 设备载荷, 还要考虑 不同的载荷作用方向。两种工况的载荷组合与 载荷的施加方式见表 2。 其中浮力载荷、 海流载 荷、 波浪载荷的计算利用了 P ILE59 单元的流 体静载荷、 流体动载荷自动计算功能。 对于冰载荷工况, 自重载荷、 浮力载荷、 海 流 载 荷 由 程 序 自 动 计 算, 其 余 载 荷 利 用 ANSYS 前 处理功 能作 为集 中力或 分布 力施 加。 对于波浪载荷工况 , 自重载荷、 浮力载荷、 海流载荷、 波浪载荷由程序自动计算 , 其余载荷 利用 A NSYS 前处理功能作为集中力或分布力 施 加。在 海 流 载 荷 与 波 浪 载 荷 的 计 算 中, ANSYS 按海流引起的水质点速度与波浪引起 的水质点速度的矢量和计算海流与波浪同时作 用时的水质点运动速度。对波浪载荷的作用按 静力分析处理是伪静力方法, 即忽略波浪的动 力效应 , 以单一设计波作用于结构。 在程序计算 中选取时间 t 为 10- 12 ( ANSYS 中不允许时间 取 0) , 则 中的
基于 ANSYS Workbench 固定导架刚强度分析
基于 ANSYS Workbench 固定导架刚强度分析
杨晨;于冠英
【期刊名称】《有色矿冶》
【年(卷),期】2015(000)002
【摘要】通过 Pro／E 软件对铝电解多功能起重机固定导架进行三维建模，利用有限元软件 ANSYS Workbench 对固定导架进行刚强度分析。
得出固定导架的变形与强度分布情况，并根据计算结果利用 ANSYS Workbench 的优化模块对其进行结构优化，为类似结构的设计计算提供了参考。
【总页数】4页(P44-46,54)
【作者】杨晨;于冠英
【作者单位】中国有色沈阳冶金机械有限公司，辽宁沈阳 110141;中国有色沈阳冶金机械有限公司，辽宁沈阳 110141
【正文语种】中文
【中图分类】TH213
【相关文献】
1.基于ANSYS Workbench随机振动分析的ATR安装架优化设计 [J], 杨春林;王婧
2.基于Ansys Workbench的室内清洁车清洁架的模态与谐响应分析 [J], 张营;姜昱祥;王金生
3.基于ANSYS WORKBENCH的四轴转向架强度与模态分析 [J], 赵春阳;许娜
4.基于ANSYS Workbench的电池架仿真分析 [J], 宋兴华; 殷帅兵; 王哲; 谢春洋
5.基于Ansys Workbench的某弹射架风振分析 [J], 罗江雪;魏小辉;张钊
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基于ANSYS的码头强度计算
基于ANSYS的码头强度计算刘艳庄深圳赤湾胜宝旺工程有限公司，518068[ 摘要] 本文使用ANSYS软件分析导管架装船过程中的最危险工况下的码头结构强度。
得到了码头承台应力，应变，挠度以及承台底下桩的反力。
根据极限设计法，分别运用承载能力极限状态设计准则和正常使用极限状态设计准则对码头承台和桩的强度进行了校核。
结果显示码头结构在重量为22800吨的导管架装船过程中是安全的，这为码头的能力提供了可靠的参考数据。
同时也证明了使用ANSYS对码头结构进行非线性分析是可行的。
[ 关键词] ANSYS，码头承台，桩，强度计算，非线性分析Integrity Check of Quay Structures by ANSYSLiu YanzhuangShenzhen Chiwan Sembawang Engineering Co, Ltd, 518068[ Abstract ] In this paper, ANSYS software is used to check the quay structures strength under the critical load case during jacket loadout. The stress, strain and deflection of the pile cap andthe reaction to the piles are obtained. In accordance to limit state design (LSD) method,design criteria of ultimate limit state (ULS) and serviceability limit state (SLS) are adopted tocheck the integrity of the pile cap and the pile. The results indicate that the quay structuresare safe during loadout operation of the 22800MT jacket. This provides a reliable referenceto the quay capacity. At the same time it indicates that nonlinear analysis of quay structuresby ANSYS is feasible.[ Keyword ] ANSYS, Pile Cap, Pile, Integrity Check, Nonlinear analysis1引言导管架在陆地滑道上建造完成后，需装船运输。
基于ansys导管架平台损伤诊断
单文击献此检处索编情辑况母版标题样式
论绪
1.导管架动力分析 关键词：jacket platform+dynamic analysis 186；
offshore platform+dynamic analysis 1096 2.导管架损伤诊断 关键词：offshore platform+damage diagnose 10；
本文主要研究思路：依据东方1-1号导管架平台资料建立导管架平台有限元模 型，通过施加不同激励（时间-力），得到导管架平台模态及其动态响应；删除特 殊位置构件（横撑、斜撑），重新得到导管架平台模态及其响应；对比分析，得到 结果。
单研击究此主处要编考辑虑母问版题标题样式
基于ansys导管架平台损伤诊断
1 结构的阻尼在平台的振动中有很大的影响，参考文献中基本没有考虑结构阻尼， 本文在导管架平台振动中需要考虑结构阻尼（瑞利阻尼），计算结构的等效阻尼比 基本理论和方法，可能条件下进行结构阻尼敏感性分析。 2 在导管架平台振动中，和导管架桩腿接触的土体对导管架的振动起到一定的影 响，本文考虑桩-土相互作用对导管架振动影响（主要是非线性问题）。 3 环境激励选取问题 4 施加时域上的激励，平台在构件断裂后的动力响应和没断得到的平台模态和关 键点位移时程曲线可能差别不太明显，需要做快速傅里叶变换，得到频域下结果在 进行对比分析。
3.快速傅里叶变换 关键词：Fast Fourier Transformation 很多
单研击究此内处容编辑母版标题样式
基于ansys导管架平台损伤诊断
在我国的海洋平台中，导管架平台占据着非常重要的地位，随着平台进入服役 后期，海洋平台结构长期服役在恶劣的环境下,再加上设计或使用的不当,结构容易 产生各种形式的损伤,严重的还会导致平台失效。因此，对平台的损伤诊断变的尤 为重要。
基于Workbench的导管架吊装分析
基于Workbench的导管架吊装分析
沈忱;王燕;莫燕;郝丽琦;李英俊
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2024(14)6
【摘要】为对导管架整体吊装安全性进行数值模拟分析,采用有限元法。
利用ANSYS Workbench对导管架进行整体建模。
模型中全部采用壳单元进行模拟。
有限元网格划分过程中对不同的板厚和位置设置不同的偏移方向。
利用力质量单元向导管架模型赋值,利用重力加速度施加场力。
导管架起吊的吊点采用远程点的方式进行模拟,远程点与吊点之间的控制方程简化钢丝绳的建模。
对吊点等关键部位进行细化网格处理。
在导管架吊装受力后处理时,检查结构的整体应力情况,并重点检查吊点的应力情况。
检查远程点反力并与导管架重量进行比对。
检查导管架整体位移避免发生翻转。
【总页数】4页(P65-68)
【作者】沈忱;王燕;莫燕;郝丽琦;李英俊
【作者单位】海洋石油工程股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE54
【相关文献】
1.基于ANSYS的导管架立片吊装强度分析
2.基于有限元分析的导管架结构吊装强度分析
3.基于SACS软件的吊装分析在导管架拆除项目中的应用
4.基于ANSYS Workbench的风电机组导管架基础过渡段结构优化
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基于ANSYS的海洋平台结构强度分析 宋琳
基于ANSYS的海洋平台结构强度分析宋琳摘要：海洋平台作为海洋资源开采的重要结构物，受到不同荷载的影响，其结构安全问题不容小觑。
因此，要根据结构强度特点，将其设计、校核、检验等环节不断强化，反复验证以保证安全。
基于此，本文利用大型有限元软件ANSYS对海洋工程结构物进行强度分析，并对方法进行探讨。
关键词：海洋平台；强度分析；有限元1.前言伴随着经济发展，我国对能源需求与日俱增。
海洋油气资源蕴藏丰厚，是目前乃至未来我国重要的能源开发领域。
海洋平台作为重要的海洋油气开发结构物，其设计建造的过程相当复杂，耗费时间长、技术难度大、花费成本高，且海洋环境多变，导致平台结构工作环境与陆上相差甚大，对结构的强度及稳定性提出了较高的要求。
2.分析方法海洋平台结构复杂，需要根据平台作业海域的环境条件、海底土壤特性、使用要求、建造工艺和维护费用及业主要求等因素进行设计，单一结构计算校核不足以涵盖全部设计内容。
常使用规范设计法进行结构的初步设计：确定板架结构、构件尺寸、桩腿形式等。
然后进行有限元计算，整体分析结构的强度，找寻应力最大处，分析是否满足材料极限状态，进一步进行结构的加强或优化。
通常将平台结构强度分析方法分为两种：设计波法和设计谱法。
2.1设计波法设计波法是以50年一遇的规则波作为设计波，计算作业在平台上的载荷及载荷作用下的构件应力，并根据规范进行强度校核平台的结构安全性。
2.2设计谱法设计谱法考虑了实际海面的随机性和不规则性。
将波浪使用能量谱来描述，反映波浪的统计特性，按照概率论的谱分析方法，可以得到平台在不规则波中的结构响应。
此方法是在现行叠加原理的假定下，把平台在不规则波中的响应看作是由各个规则成分波所引起的响应的总和。
平台强度分析中，除了计算方法，还有合理建立结构的力学模型问题。
计算模型需模拟出实际结构的工作状态及对应环境条件。
对于导管架平台可看做由管状结构组成的空间梁系力学模型；对于自升式平台的船体部分和半潜式平台的甲板部分，为了计算更为精确，通常将其理想化为空间板梁组合模型。
基于ANSYS的导管架立片吊装强度分析
作者简介：马力顺（1992—），男，天津宁河人，本科，助理工 程师，专业方向为船舶与海洋工程。
第8期
马力顺等 基于ANSYS的导管架立片吊装强度分析
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(b) 最大应力位置 图1 整体受力云图及最大应力出现位置
以上两应力云图显示出在施加载荷偏于局部 应力安全的情况下，导管架最危险位置出现在管 架与吊绳接触底端，而竖管与横管的接触位置的 应力远小于该危险点。竖管与横管的接触位置的 应力大小与吊绳距离竖管边缘的距离有关，距离 竖管边缘越远，该点结构应力越大。因此可从以 上两图得出结论：在导管架吊装过程中，当吊绳 距离竖管为500mm时，最危险位置为吊绳与导管 架横管接触面之底端。
2 局部受力分析 就上节叙述的整体受力情况，在施加外力
偏于保守的情况下，最危险位置仍出现在管架与 吊绳连接底边缘位置。因此，本节对该位置的具 体受力进行详细分析，通过分析判定最危险的情 况。
2.1 实际受力情况 由于吊装大型导管架时选取的吊绳较粗（一
般为85mm钢丝绳），在起吊重量达上百吨的导 管架时，钢丝绳与导管架的接触面积会发生微变 形，其变形直接增大了相互间的接触面积，最终 改变该局部位置的实际受力。揭示正确的加载方 式对研究局部受力的结果十分重要。
2.2.3 线性增长型外力施加模拟
线性施加载荷的方法与余弦施加的方法相
似，但其应用较余弦施加方式更为广泛并简单。
通过计算线性系数K值的大小来定义施加载荷的范 围，计算方法为：
n∫0πt(kR sinθ)•Rsinθdθ= AN•F
2.2 ANSYS模拟方法 根据经验，吊起导管架后吊绳与导管接触宽
度一般保守选取为吊绳直径的一半，即42.5mm， 接触长度为导管架导管圆周的一半，且最终接触 面积处外力的合力沿吊绳方向向上并等于导管架 重量。
利用ANSYS程序对导管架典型局部构造
利用ANSYS程序对导管架典型局部构造1 引言导管架是海洋石油生产、生活设施主要支撑结构型式，其上端支撑着上部组块,下端直接插入海底土壤，承受着结构和设备自重、设备工作载荷以及波浪、流、风、冰、地震等环境载荷;另外还需考虑一定的活载荷，如施工设备、行人等。
导管架一般是由桩腿、拉筋等部件组成的空间框架结构。
桩腿及拉筋一般由钢管制成，故导管架中最典型的局部构造就是管结点。
另外，还有吊点和裙桩套筒也是导管架上重要的局部构造。
图1、图4、图7分别是管节点、吊点和裙桩套筒的典型模型。
这些典型局部构造的共同点是在一个局部区域有许多管与管、管与板或管与型钢相贯，空间结构复杂，靠人工对这些结构进行准确的分析计算相当困难，以前只能凭经验、查手册进行半经验、半解析的设计。
这种设计的成功率主要取决于设计者的经验，从而有可能疏漏了更好的设计方案。
近年来，计算机技术和有限元数值方法飞速发展，出现了一些比较强大的有限元分析软件，使对这些结构进行较为精确的分析成为可能。
ANSYS程序是这些软件中的矫矫者。
本文利用ANSYS程序对文昌13-1/13-2油田导管架吊点、东方1-1等导管架群装套筒进行了分析。
在此基础上总结出了一套适用于这些典型局部构造有限元分析的实施方法，并对这些结构的设计提出了相应的改进建议。
2 基本原理ANSYS程序中的结构静力分析，用来求解外载引起的位移、应力和力。
特别适用于求解惯性及阻尼的时间相关作用对结构响应的影响并不显著的问题。
其控制方程是：{K}x{U}={F}其中，{ K }是结构刚度矩阵，{ U }是位移向量，{F}是力向量。
3 分析模型的建立有限元分析基础是将物理模型准确地表达为数学模型。
模型应当包括所有的节点、单元、材料属性、实常数、边界条件以及所有表现该物理系统的特征。
但是，我们讲的建模通常用单元和节点表示空间体域以及实际系统的连接过程。
有限元分析模型的建立一般有两步：1.建立实体模型，2.对实体模型进行网格剖分，生成有限元模型。
基于Ansys的管路支架的模态分析
基于Ansys的管路支架的模态分析王永胜;张京伟;吴崇健;吴声敏【摘要】利用Ansys软件对船舶中两种常见的管路支架进行模态分析,讨论接触的处理方式、有无螺栓、预紧力的大小、橡胶圈的层数(厚度)和橡胶垫的类型等因素对两种管路支架固有频率的影响.结果表明,橡胶圈的层数(厚度)是影响管路支架固有频率的主要因素,而含预应力的模态计算是研究这种装配体结构固有性质的一种比较合理的处理方法.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2013(042)001【总页数】5页(P32-35,40)【关键词】管路支架;模态分析;Ansys;预应力;非线性【作者】王永胜;张京伟;吴崇健;吴声敏【作者单位】中国舰船研究设计中心,武汉430064;中国舰船研究设计中心,武汉430064;中国舰船研究设计中心,武汉430064;中国舰船研究设计中心,武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U664.84管路支架(俗称马脚)是船舶管路系统的重要组成部分，在管路中除了起到支撑和固定管路的作用外，还是管路与船体之间振动能量的传递中介。
因此管路支架的模态分析对于了解支架固有特性以及控制管路系统振动能量的传递具有重要意义［1］。
目前国内外的研究主要集中在管路系统上，而对于管路支架这样一个微小结构的关注较少。
文献［2］虽然对管路支架进行了研究，但主要是停留在静力学分析层面，没有涉及到动力学特性。
本文将通过对船舶中常见的两种管路支架进行模态分析来了解管路支架的固有特性。
1 管路支架结构特点船舶常用的两种管路支架见图1，2。
普通马脚型管路支架的卡箍与支座之间存在着装配间隙，装配间隙可以通过旋紧螺栓来消除，这样就使得整个结构紧固在一起;硫化马脚型支架的卡箍是由外包的硫化橡胶与里面的钢箍粘接在一起组成的，支架没有装配间隙，整个结构是通过螺栓压紧橡胶来到达装配的目的。
这两种管路支架有个共同的特点:即由多个构件组成，且构件与构件之间存在着接触。
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1 概述
导管架平台主要由两大部分组成。
一部分是支承结构，由导管架和钢管桩组成，用来支承上部设施与设备的基础结构；一部分是上部设施与设备，由甲板与其上的设备组成，作为收集和处理油气、生活及其他用途的场所
[1]。
导管架是由腿柱和连接腿柱的纵横杆系所构成的空间构架。
在实际的平台设计中，要根据不同的海域，选取不同
的波浪理论来计算结构的波浪力。
目前对于二维波浪理论的各种求解算法已经有了许多的研究应用，但在国内的大型平台结构分析系统方面仍有很多工作有待解决[2]。
在现代的平台设计中，用人工去简化作用在结构上的波浪荷载已不切实际，所以解决大型导管架平台结构分析中的波浪荷载自动处理问题有实际意义。
2 PIPE59单元特点和模拟方法
ANSYS软件中的PIPE59单元是与空间梁单元类似的单元，能够计算圆管形构件的流体静力和动力效应[3，4]。
利用这些特点，考虑用该单元模拟海流载荷，通过输入单元控制参数，就可以自动模拟海流特性。
波浪通过导管架平台时，随着地震相位周期性的变化，对平台结构的作用力也在作周期性的变化。
为此按照一定的步长对相位角（0～360 o
）进行等分，编程计算求得环境载荷从8个方向施加时每个方向产生最大作用的相位角，计算结果见表1。
表1 相位角计算结果
载荷方向0 o 45 o 90 o 135 o 相位角350 o 336 o 342 o 4 o 载荷方向180 o 225 o 270 o 315 o 相位角
28 o
41 o
36 o
14 o
3 导管架平台强度分析3.1 结构计算模型
采用ANSYS软件构建其有限元模型，取甲板主梁组成
的梁格和导管架各构件作为梁单元组成的空间结构（见图1）。
采用PIPE16和PIPE59单元模拟导管架，采用BEAM 单元模拟平台梁格，模型共计598个单元，527个节点。
建模中应考虑在泥面处设断点，泥面上下模型赋值不同单
元。
图1 ANSYS有限元分析模型
根据规范，可将桩的下部模拟为刚性固定端，刚性固定端位于设计泥面垂直以下T （m）处[6]。
设计泥面的位置在自然泥面下的距离应按地质条件决定。
T 值可按经验公式确定：
T =6D
（1）
式中：D —桩外径，m。
3.2 组合工况分析
3.2.1 冰载荷
在风和流作用下，大面积冰原挤压垂直孤立桩柱产生的冰载荷的计算方法，导管架所受的最大冰力为：
F I =m ×K 1×K 2×σc ×D ×h
（2）
式中：K 1、K 2—桩的局部挤压系数和桩与冰层接触系数；m —桩的形状系数，园柱体取0.9；σc —冰的单轴极限抗压强度（KPa），2244KPa；D —导管架直径（m）；h —冰层厚度（m）。
3.2.2 风载荷
最大风速为45m/s，方向0 o 、45 o 、90 o 、135 o 、180 o 、225 o 、270 o 、315 o 。
风荷载计算公式为：
基于ANSYS的导管架平台强度分析
任红伟
中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院 山东 东营 257000
摘要：导管架平台的波浪力分析是设计中的难点，利用ANSYS软件中PIPE59单元的浮力、波浪及海流荷载计算功能，通过控制单元参数可达到自动模拟海流载荷目的。
在Water Table菜单中分别输入8个方向波流参数，其中疲劳分析考虑的是平台在一个周期里受到的最大和最小波浪载荷，编程计算求出每个方向产生最大作用的相位角。
通过建模分析，得到8种工况下结构位移和导管架各点应力。
关键词：导管架平台 强度分析 海流载荷 PIPE59单元
Strength analysis of jacket platform based on ANSYS
Ren Hongwei
Drilling Technology Research Institute ，Shengli Petroleum Engineering Co.，Ltd.，Dongying 257000，China
Abstract：The wave force analysis is difficult in design for jacket platform. PIPE59 element in ANSYS software has the function of computing buoyancy，wave and current load. The current load can be simulated automatically by adjusting the unit parameters. The wave flow parameters of eight directions were input in the Water Table menu respectively. Fatigue analysis needs the maximum and minimum of wave load in a cycle of platform，programming to calculate the phase angle of maximum effect in each direction. By modeling analysis，the structural displacement and stress at various points of jacket is obtained in eight kinds of conditions.
Keywords：jacket platform；strength analysis；current load；PIPE59 element
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F w =K ×K z ×p 0×A
（3）
式中：p 0为基本风压；K —体型系数；K z —海上风压高度变化系数；A —结构构件受风的投影面积。
计算工况组合见表2，其中甲板自重、设备载荷和活载荷根据实际情况加载。
表2 工况组合情况
序号工况组合
1甲板自重+设备载荷+活载荷+0 o
角入射冰荷载+流载荷+风载荷 2甲板自重+设备载荷+活载荷+45 o 角入射冰荷载+流载荷+风载荷3甲板自重+设备载荷+活载荷+90 o 角入射冰荷载+流载荷+风载荷4甲板自重+设备载荷+活载荷+135 o 角入射冰荷载+流载荷+风载荷5甲板自重+设备载荷+活载荷+180 o 角入射冰荷载+流载荷+风载荷6甲板自重+设备载荷+活载荷+225 o 角入射冰荷载+流载荷+风载荷7甲板自重+设备载荷+活载荷+270 o 角入射冰荷载+流载荷+风载荷8
甲板自重+设备载荷+活载荷+315 o 角入射冰荷载+流载荷+风载荷
3.3 结果分析
使用ANSYS结构分析软件对上述工况进行结构静力分析，可得到结构位移和杆内各点第4强度理论（Mises）相当应力。
平台各构件在外载荷作用下，应具有足够的强度和刚度，根据整体结构静力分析，求得各构件的内力。
结构各点Mises应力如图2所示，通过计算分析可知，在冰载荷、流载荷和风载荷沿225o 入射角作用时，平台结构最危险，平台甲板部分产生的最大工作应力值为139.8MPa，导管架与桩部分产生的最大工作应力值为99.8MPa。
a.载荷沿0o 角作用时平台应力图
b.载荷沿45o 角作用时平台应力图
c.载荷沿90o 角作用时平台应力图
d.载荷沿135o 角作用时平台应力图
e.载荷沿180o 角作用时平台应力图
f.载荷沿225o 角作用时平台应力图
g. 载荷沿270o
角作用时平台应力图
h.载荷沿315o 角作用时平台应力图
图2 载荷应力云图
4 结束语
1）选取PIPE59单元，按照一定的步长对相位角进行等分，编程计算求得在每一相位等分点平台所受的波浪载荷，获取其中合力最大和最小的计算结果，作为疲劳分析的载荷计算工况。
通过Water Table菜单控制波流参数。
2）通过建模加载分析，得到8种工况下结构各点Mises应力，并计算出在冰载荷、流载荷和风载荷沿225o 入射角作用时，平台结构最危险。
参考文献
[1] 郑雪坤，陈义厚，王松.导管架海洋平台波浪地震荷
载分析及研究[J].内蒙古石油化工，2007（5）：321-322.
[2] 姜绍云.波流作用下导管架平台桩基冲刷试验研究[J].石油机械，2012，40（9）：57-61.
[3] 高畅.自升式平台桁架腿波流载荷分析与实验研究[D].天津：天津大学，2010.
[4] 张东生.压力储罐的静态有限元分析[J].机械设计与制造，2013，（2）：45-47.
[5] 秦宇.ANSYS 基础与实例教程[M].北京：化学工业出版社.
[6] 中国船级社.海上固定平台入级与建造规范[M].北京：人民交通出版社，1992.
作者简介
任红伟，工程师，2011年毕业于中国石油大学（华东）机械工程专业，获得硕士学位，现在中石化胜利石油工程公司钻井工艺研究院从事机械设计和海洋工程装备研究工作。