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基于ANSYS的海洋平台固桩架有限元分析研究

谢元丕  
【摘要】: 固桩架是自升式海洋平台升降系统中的一个重要组成部分,是一结构复杂,承受重载的大型海洋装置的机械结构,其强度特性对海洋平台整体的安全性具有极其重要的影响。在高达数千吨的载荷作用下,固桩架出现屈服破坏的可能性较大,必须对该结构进行强度校核,以保证其安全性。 本文以辽油—大工研究院的300英尺自升式钻井平台设计项目中的固桩架结构为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS及其参数化设计语言APDL,对固桩架进行了风暴自存工况下的强度分析,研究了其变形与应力分布情况。在计算结果分析的基础上,提出了结构的改进方向并加以验证。本文的计算结果为进一步展开固桩架的详细设计提供了理论参考。 论文对ANSYS中复杂载荷的施加方法进行了研究,并总结了ANSYS中连接三维实体单元与板壳单元的不同方法,从理论依据到实际操作进行了比较深入的探索与研究。通过对算例采用不同体—壳连接方法的计算结果进行分析,对比了各方法的优劣,并探讨了各自适用范围与使用技巧。在以上研究的基础上,在固桩架有限元模型的建立过程中灵活地结合运用了两种体—壳连接的方法。本文的研究内容对大型复杂结构,尤其是承受复杂载荷、涉及多种单元连接的有限元分析有一定的借鉴与参考作用。


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