为研究对象,这是一种全新的海洋工程作业平台,集自升、自航、运输、起重等功能于一体。该平台船型宽大扁平,其上装备有大型升降桩腿、800 吨重型起重机、较大的甲板集中载荷,其主体和桩腿的强度是其设计难点。本文根据 DN V 规范要求,对其进行了平台主体及桩腿的结构强度有限元分析。Р根据平台的工作要求以及总布置情况,确定了平台的功能载荷,包括恒定载荷以及可变载荷。根据 DNV 规范计算了平台主体以及桩腿在不同工况下所受到的风、浪、流等环境载荷。其中,风载荷及流载荷通过 DN V 规范所建议的公式直接计算所得, 桩腿所受的波浪载荷则是基于斯托克斯五阶波理论,通过计算机软件计算所得。Р运用 MSC.Patran 软件建立了平台整体的有限元模型,选取了迁移、自升、预压、起吊、自存等典型工况,施加合理的载荷及边界条件,对平台主体进行了 12 种工况下的有限元分析,得到了不同工况下平台详细的应力分布以及变形情况。计算结果表明平台结构满足规范要求。迁移工况的应力水平较小,其受力情况同运输船舶相似,而在平台自升后,其应力水平显著上升,起吊时最大应力位置位于起重机所在桩腿与平台连接处,风暴自存工况下的应力水平最大,接近材料的许用应力。Р开展了桩腿在环境载荷作用下的研究,选取预压、起吊、自存等桩腿自升后的 6 种典型工况,对桩腿进行了静力分析,得出桩腿的应力分布以及变形情况;通过对桩腿施加随时间以及空间变化的波浪载荷,进行了桩腿的动力响应分析,得出了桩腿的最大应力及其位移响应曲线。将动力分析同静力分析相比较,两者结果趋于一致,但是动力分析的结果较大,特别是位移,其受动力的影响较大。由比较分析可知,仅对桩腿进行静力分析是不够的,还须进行动力响应分析。Р本文计算结果及研究方法可为同类型平台开发研究提供一定的参考及借鉴作用。Р关键词:海上风机安装作业平台;结构强度;桩腿强度;静力分析;动力响应分析;РI
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