[發明專利]一種海上固定平臺上部組塊及其浮托支撐結構強度分析的方法

有效

• 申請號: 202110700126.X
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113434974B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王曉蕾;薄景富;文志飛;阮勝福;李潔;靳寶旺;黃懷州;鄧合霞;侯濤;梁凌云;于志強;劉東亮;何曉靜;張媛;薛春芳
• 申請（專利權）人: 海洋石油工程股份有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/15;G06F30/23;E02B17/00;G06F119/14
• 代理公司: 北京東方靈盾知識產權代理有限公司 11506
• 代理人: 馬敬

1.一種海上固定平臺上部組塊及其浮托支撐結構強度分析的方法，其特征在于：所述分析方法具體包括以下步驟，

步驟一，采用ANSYS和SACS軟件，分別建立浮托支撐結構的有限元分析模型和上部組塊三維桿件分析計算模型；

步驟二，在ANSYS浮托支撐結構有限元分析模型中，于浮托支撐結構與組塊連接界面位置處，逐次施加單位荷載進行計算求解，得到浮托支撐結構與平臺組塊所有連接界面處剛度；

步驟三, 在SACS上部組塊三維桿件分析計算模型中，于浮托支撐結構與組塊連接界面位置處，施加剛度等效于步驟二中所求得剛度的彈簧約束進行計算求解，得到浮托支撐結構與平臺組塊所有連接界面處的彈簧約束力，并進行上部組塊的結構強度校核；

步驟四，在ANSYS浮托支撐結構有限元分析模型中，于浮托支撐結構與平臺組塊所有連接界面處施加步驟三中所得彈簧力反力進行求解，進行浮托支撐結構的結構強度校核。

2.根據權利要求1步驟一所述的一種海上固定平臺上部組塊及其浮托支撐結構強度分析的方法，其特征在于：使用ANSYS軟件，建立浮托支撐結構的有限元模型，包括浮托支撐結構的滑靴、組塊連接圓管、海上裝船固定連接管、筋板、底部墊木的三維幾何模型、材料參數定義、有限單元網格劃分，

對于浮托支撐結構的滑靴、組塊連接圓管、筋板薄壁鋼結構使用SHELL單元模擬；

對于浮托支撐結構底部的墊木結構使用SOLID單元模擬；

對于墊木底面與建造場地或駁船滑道頂面之間的滑動約束使用接觸單元，即CONTA、TARGE單元模擬。

3.根據權利要求1步驟一所述的一種海上固定平臺上部組塊及其浮托支撐結構強度分析的方法，其特征在于：使用SACS軟件，建立上部組塊的三維框架模型，包括組塊結構梁、立柱斜撐、甲板板、機械、配管各專業荷載對于組塊結構梁、立柱和斜撐使用BEAM單元模擬，

對于甲板板使用PLATE單元模擬，并考慮這些桿件的偏置影響；

對于機械、配管各專業荷載通過WEIGHT或LOAD進行施加。

4.根據權利要求1步驟二所述的一種海上固定平臺上部組塊及其浮托支撐結構強度分析的方法，其特征在于：通過在浮托支撐結構與組塊連接桿件界面處施加單位荷載，求解該單位荷載下的變形，計算得到界面連接點處的剛度，其計算方法具體包括以下步驟：

計算時每次只選定某一界面點處，其它界面點處簡支約束，逐次施加六自由度中某一自由度的單位力或單位彎矩，計算該界面點處該自由度的變形，然后再選定另外一界面點，其它界面點處簡支約束，逐次施加六自由度中某一自由度的單位荷載計算變形，依次變換，直至求得所有界面連接位置處的所有自由度的剛度。

5.根據權利要求1步驟三所述的一種海上固定平臺上部組塊及其浮托支撐結構強度分析的方法，其特征在于：所述在SACS上部組塊模型中，在浮托支撐結構與組塊連接界面位置處的連接處施加彈簧約束作為邊界條件，進行上部組塊的整體強度計算和校核，其中作為邊界約束條件的彈簧，其各自由度的剛度等效于步驟二中所求得的浮托支撐結構與組塊連接桿件對應界面連接處的對應自由度的剛度值。

6.根據權利要求1步驟四所述的一種海上固定平臺上部組塊及其浮托支撐結構強度分析的方法，其特征在于：所述將步驟三中所求得的彈簧約束力，經過單位和坐標變換后，等效施加在ANSYS浮托支撐結構模型中與平臺組塊連接界面處，然后進行求解，進行浮托支撐結構的強度校核。