為防止深水半潛式生活支持平臺在近距離靠泊時意外碰撞工作平臺導(dǎo)致其連接棧橋基座損傷,針對基座結(jié)構(gòu)設(shè)計2種抗撞防護(hù)結(jié)構(gòu)方案,并進(jìn)行數(shù)值仿真分析。結(jié)果表明:在典型碰撞工況作用下,全維護(hù)防護(hù)套箱方案的設(shè)計效果較好,達(dá)到了保護(hù)基座結(jié)構(gòu)不受撞損的目的。由2種方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算對比可知:在設(shè)計抗撞防護(hù)結(jié)構(gòu)時,合理的結(jié)構(gòu)布置和材料運(yùn)用可大幅提高結(jié)構(gòu)的吸能耐撞性能;在分析結(jié)構(gòu)抗撞性能時,耐碰撞指數(shù)和能量吸收率是重要參數(shù),可直接體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的防撞吸能效果。 

【文章來源】：中國海洋平臺. 2020,35(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

連接棧橋基座消能防撞套箱方案二

為盡可能準(zhǔn)確、有效和快速地模擬碰撞的真實(shí)情況，對碰撞模型進(jìn)行合理的簡化。由于碰撞發(fā)生的局部效應(yīng)，即結(jié)構(gòu)的損傷變形主要集中在撞擊區(qū)域，因此對于支持平臺結(jié)構(gòu)模型，在碰撞區(qū)域的結(jié)構(gòu)處進(jìn)行詳細(xì)建模和精細(xì)網(wǎng)格劃分，在遠(yuǎn)離碰撞區(qū)域的結(jié)構(gòu)處建立粗網(wǎng)格模型。為實(shí)現(xiàn)碰撞計算的實(shí)效性，對工作平臺進(jìn)行大幅簡化，建立被撞區(qū)域的局部模型[7-8]。在材料參數(shù)設(shè)置上，碰撞雙方都定義為線性強(qiáng)化彈塑性模型，使結(jié)構(gòu)彈塑性變形和損傷破壞都會發(fā)生[9-10]。方案一的有限元模型如圖5所示，方案二的有限元模型如圖6所示。根據(jù)相關(guān)碰撞風(fēng)險研究內(nèi)容，碰撞參數(shù)選用支持平臺典型正面碰撞，其速度為1.3m/s。圖6 方案二有限元模型

方案一和方案二的碰撞速度-時間曲線分別如圖7和圖8所示。2種方案的碰撞持續(xù)時間分別為7.1s和2.7s。方案一和方案二的碰撞力時歷曲線分別如圖9和圖10所示。方案一在約1s的瞬態(tài)碰撞時間內(nèi)達(dá)到最大碰撞力13MN，隨后碰撞力下降并維持在一個較低值。方案二的最大碰撞力產(chǎn)生在碰撞中間（約1.5s），達(dá)23MN，雖然碰撞時產(chǎn)生的撞擊力峰值比方案一大，但平臺結(jié)構(gòu)并沒有受到壓損。方案一的撞擊力峰值偏小，過低的撞擊力峰值說明結(jié)構(gòu)的剛度過小，不能提供足夠的破損變形吸能量來抵抗碰撞能量。圖8 方案二碰撞速度?時間曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于臨界碰撞速度的船舶結(jié)構(gòu)耐撞性優(yōu)化[J]. 陳爐云,李磊鑫.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2018(06)
[2]散貨船與橋墩碰撞力的經(jīng)驗(yàn)公式與數(shù)值模擬對比研究[J]. 潘晉,姜偉,許明財.  振動與沖擊. 2012(19)
[3]半潛式平臺結(jié)構(gòu)抗撞性能研究[J]. 程正順,胡志強(qiáng),楊建民.  振動與沖擊. 2012(04)
[4]船舶碰撞緩沖型球鼻艏概念探討——球鼻曲率對碰撞的影響[J]. 江華濤,顧永寧.  中國造船. 2003(02)
[5]整船碰撞非線性有限元仿真[J]. 江華濤,顧永寧.  上海造船. 2002(02)
[6]提高VLCC側(cè)向抗撞能力的一種新式雙殼結(jié)構(gòu)[J]. 王自力,顧永寧.  船舶力學(xué). 2002(01)
[7]船舶碰撞動力學(xué)過程的數(shù)值仿真研究[J]. 王自力,顧永寧.  爆炸與沖擊. 2001(01)
[8]船體結(jié)構(gòu)耐撞性優(yōu)化設(shè)計方法研究[J]. 王自力,朱學(xué)軍,顧永寧.  中國造船. 2000(02)

博士論文
[1]基于耐撞性的新型船舶結(jié)構(gòu)形式研究[D]. 劉峰.上海交通大學(xué) 2007

碩士論文
[1]半潛式平臺耐撞吸能結(jié)構(gòu)研究[D]. 張旭.大連理工大學(xué) 2010



本文編號：3066757