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具有裂纹损伤桩腿的海洋石油平台有限元分析 总被引：3，自引：0，他引：3
采用有限元分析方法和断裂力学方法,将含裂纹构件的裂纹以线弹簧处理,建立了带有裂纹损伤桩腿的等效梁和管单元的单元刚度矩阵的计算方法。对检验方法的正确性,使用该方法对几种损伤构件进行了强度计算,并与有限元细化网格计算结果和实验结果进行比较,最后将等效单元计算程序接入大型有限元程序ＳｕｐｅｒＳＡＰ,对受损后的平台整体结构进行了应力计算和强度分析。 相似文献
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由于作用荷载复杂,沉入式大圆筒码头结构设计计算需要考虑不利情况下的各种荷载组合,难以应用现有的有限元加载系数法进行稳定性分析。有限元强度折减法目前已广泛应用于土体边坡稳定性分析。沉入式大圆筒结构的抗滑、抗倾稳定性是靠地基土的嵌固作用来维持的,可通过弱化土体强度来实现对结构极限破坏状态的模拟。在此假设基础上,建立沉入式大圆筒码头稳定性分析的有限元强度折减法。结合某工程实例,利用有限元强度折减法分析沉入式大圆筒码头结构的稳定性。强度折减法只需对土体的强度进行弱化,操作方便,克服了加载系数法的缺点,适用于码头等作用荷载复杂的结构物稳定性分析。 相似文献
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海上桶基平台基础边界条件的简化方法与结构优化 总被引：2，自引：1，他引：1
海上桶型基础平台采用桶型基础这一新型的基础型式,桶基平台在结构强度校核计算和结构优化中必须考虑其有限元分析模型的基础边界条件简化问题。本文提出了桶基平台有限元分析模型中的基础边界条件简化方法,将桶型基础边界简化为位移弹簧边界元,给出了弹簧刚度的计算方法。通过模型试验与本文提出方法的计算结果的比较,证明本文提出的方法是正确的。同时,将本文提出的方法应用于桶基火炬平台的结构优化,表明该方法是实际可行的并且对于桶基平台的结构强度校核计算与结构优化有重要意义。对于桶基火炬平台的结构优化采用了适合离散变量优化求解的遗传算法,优化的结果有效地降低了结构重量,降低了工程造价。 相似文献
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水下加筋圆柱壳结构声散射特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用有限元/边界元(FEM/BEM)方法对水下加筋圆柱壳结构的声散射特性进行分析。考虑入射声场激发弹性结构振动产生二次辐射声场,总声场为入射场与散射场之和。基于Mindlin理论建立结构受迫振动的有限元模型,考虑入射声场为简谐激励,采用模态叠加法求出结构振动表面速度。根据声学边界元相关理论,利用有限元方法计算得出的弹性结构表面动力相应,可求出弹性结构的散射声场。研究结果表明,在同一波数下,不加筋结构后向散射强于加筋结构;加筋结构的散射指向性图案分叉较为明显;同种结构在波数增加的时候后向散射强度逐渐增大,前向散射强度逐渐减弱。 相似文献
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桶型基础是一种新型的海洋基础结构型式，在负压作用下的下沉过程中，桶型基础结构与地基产生了相互作用，考虑结构与土壤的相互作用的强度分析为桶型基础的设计提供依据，本文将有限元－无限地－接触元相耦合的线性数值分析方法引入桶型基础的结构与土壤之间的相互作用的强度分析，采用接触单元考虑结构与土壤之间的错动滑移及拉裂，采用无限元更有效地反映地基无限域的远场效应，还推导出三节点，七节点，八节点三种新形式的单向无限地坐标映射函数，应用该方法的计算结果与模型试验结果比较，取得较好的效果。 相似文献
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为了分析校核全钛海洋资料浮标的整体结构及拖曳强度,本文依据相关标准规范计算了全钛海洋资料浮标作业工况和极限工况下所受的风、浪、砰击载荷,利用有限元方法对全钛海洋资料浮标进行了整体及拖曳强度计算分析。依次分别计算浮标结构为8 mm板厚和6 mm板厚两种方案的应力,并对照《海上浮式装置入级规范（2014）》进行了应力衡准。研究结果表明：无论采用8 mm的板厚还是6 mm的板厚,浮标结构强度及稳定性满足规范要求。在满足强度要求的前提下,使用6 mm板厚方案更具有经济性,也有利于提高浮标的设备承载能力。 相似文献
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海洋平台的灌浆卡箍技术研究 总被引：4，自引：0，他引：4
在国内外文献研究的基础上，对钢质近海结构物的修理，加固方法做了较为深入的研究，利用丹麦学者N．S．Ottosen提出的多轴应力状态下混凝土强度理论Ottosen破坏准则，建立了钢与混凝土组合结构T型灌浆卡箍管节点的轴向受控，受压和面内弯矩作用下的非线性有限元计算模型，采用分级加载计算分析了相应的极限承载能力，并与试验结果进行比较分析，计算结果表明，经灌浆卡箍维修后的管节点应力分布，变形和极限承载能力都得到了明显的改善，所得结果较好地反映了实际结构的力学特性。 相似文献
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板格形导管架桩基码头是适用于深水域软土地基的新型港口与海岸工程结构。该结构由预制的板格形导管架及桩基构成,承载特性和破坏模式复杂。假定码头结构发生倾覆失稳时,转动点位于前桩轴线上,且距导管架底面距离为L。除结构的自身重量外,综合考虑板格形导管架与周围土体间的摩擦力、桩侧摩阻力、桩侧水平土抗力等,对结构进行极限状态受力分析,建立基于假想支撑点的稳定性分析模型,并通过强度折减法进行计算,求取安全系数。以天津滨海沿岸水文地质条件为背景,利用ABAQUS有限元分析软件,建立板格形导管架桩基码头三维弹塑性有限元模型进行稳定性分析,并与简化方法进行比较。结果表明,通过简化计算方法得到的安全系数与有限元结果较为吻合。 相似文献
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提出一种随机分布点蚀损伤的模拟方法,模拟点蚀在构件表面的随机生长过程,并建立了随机态点蚀损伤圆管截面的有限元分析模型;设计了三个受不同腐蚀深度点蚀损伤的圆管构件,并开展轴压试验,利用试验结果校验有限元模型的计算精度;在多种腐蚀情形下(点蚀强度和腐蚀深度变化),研究点蚀分布模式变化引起的极限强度退化及其变异性;比较随机分布点蚀模型与传统腐蚀模型(规则分布点蚀和均匀腐蚀)在计算强度和结构失效行为方面的差异。研究结果表明,点蚀的随机分布模式会引起显著的极限强度变异,且蚀坑深度越大,强度变异越大,蚀坑分布造成的强度极差与强度均值相比达到5%;随机分布点蚀相比于传统腐蚀模型,除了引起更为严重的强度削减,还会改变结构的破坏模式。提出的随机点蚀损伤的模拟方法,可替代昂贵的构件试验,应用于评估点蚀损伤圆管截面的极限强度,增强评估结果的可靠性。 相似文献
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The buckling and vibration of tube-stiffened axisymmetric shells under external hydrostatic pressure 总被引：1，自引：0，他引：1
The paper reports on a theoretical and an experimental investigation into the buckling and vibration of prolate hemi-ellipsoidal tube-stiffened domes under external water pressure. The theoretical analyses were via the finite element method, where both the fluid and the structure were modelled with finite elements. The dome was modelled with a varying meridional curvature element and with eight displacement degrees of freedom and the water was modelled by solid annular elements where each element had eight pressure degrees of freedom in its cross-section. Comparison was good between experiment and theory. 相似文献
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In this study, we exploit the flexibility and advantages of polyhedral finite elements in modeling 3D hollow concrete block revetments. In the present method, a new concept is proposed, in which the polyhedral elements are subdivided into sub-tetrahedrons through virtual nodes located at the centroids of the faces and element. Piecewise linear shape functions of polyhedral elements are constructed for the sub-tetrahedrons. Then, the shape functions are used to formulate the stiffness and mass matrices. By this way, the present approach yields lower computational cost than that of the standard polyhedral finite element method based on rational basis functions. The presented method suits well general polyhedral meshes including concave elements, which are used to model 3D complicated structures in design of coastal defenses system protection such as interlocking revetments. Reliability and effectiveness of the present approach are validated by the well-known commercial ANSYS software through static and dynamic analysis. 相似文献
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The two-dimensional nonlinear time domain free surface flow problem is analysed using potential flow theory. The problem is solved by a time marching method. At each time step two numerical approaches are used. One is based on the boundary element method in the complex plane. The complex potential is assumed to vary linearly within each element and the solution is obtained by imposing the boundary conditions at the nodes of the elements. The other approach is based on the finite element formulation. Triangular elements and linear shape functions are used. The solution is obtained by the Galerkin method. Numerical results are obtained for the wave elevation generated by a vertical wave maker. Results are also provided for a circular cylinder oscillating below the free surface. For these cases the finite element method is found to provide substantially more efficient computations than the boundary element method using equivalent discretizations. 相似文献
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二维各向异性介质中三分量波动方程有限元法模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
利用六面体单元和三线性插值函数 ,推导出在任意弹性各向异性介质中三维三分量波动方程所满足的有限元方程 ,同时给出也适用于矩形单元和双线性插值的二维三分量各向异性介质中的波动方程模拟的一般性公式 ,最后讨论两个数值模拟的结果。 相似文献
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结合模型试验和数值计算对大潜深、带大开口的球形耐压结构静态力学性能进行了研究。研究中考虑到材料非线性、非弹性的因素,通过对材料拉伸试验曲线的分析,得到了材料应力-应变的近似表达式;并且利用超声测厚仪对结构模型的几何缺陷进行了测量。同时基于参数化设计语言建立了有随机几何缺陷的有限元模型,并利用接触单元考虑了大开口观察窗与耐压结构的联系。试验验证表明论文提出的利用有限元软件分析大潜深、大开口耐压壳体力学性能的计算方法和计算策略是准确可靠的,所获得的结果可供设计使用。 相似文献
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二维潮流数学模型的四边形等参单元法 总被引：4，自引：0，他引：4
本文在有限差分和有限元法的基础上，采用四边形等参单元，对在河海域进行了潮流数学模型计算，计算表明：该方法既能较好地拟合边界，又可减少网格划分等前期工作，所得结果与实测资料基本一致。 相似文献
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This paper presents a potential based boundary element method for solving a nonlinear free surface flow problem for a ship moving with a uniform speed in finite depth of water. The free surface boundary condition is linearized by the systematic method of perturbation in terms of a small parameter up to third order. The surfaces are discretized into flat quadrilateral elements and the influence coefficients are calculated by Morino's analytical formula. Dawson's upstream finite difference operator is used in order to satisfy the radiation condition. The second order solution gives better result than the first or third order solution. So the present method with the second order solution can be adopted as a powerful tool for the hydrodynamic analysis of the thin ship in finite depth of water. 相似文献
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近年来,有限元方法[1]已被许多学者用来解浅水波方程,如潮汐潮流、近海环流、污染扩散等[2,3],也有用来讨论风暴潮问题的.本文给出用于风暴潮分析的一种有限元方法. 我国是一个多风暴潮的国家,因此,沿海地区防御风暴潮是很重要的.至今已提出单站预报、动力统计、差分数值等风暴潮预报方法.采用有限元方法能灵活的近似海岸线形状和海底形状,所得出的有限元公式能给出一个通用的计算机程序,适用于各个海区的预报工作.为计算简便,本文采用九点四边形Lagrange等参数元[4]和分离时间的时间积分格式,从而使得程序简化,并大大节约内存和计算机时间. 相似文献
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A new stiffened plate element is developed for the three-dimensional finite element analysis of ship structures. The plate element can accommodate any number of arbitrarily oriented stiffeners and obviates the use of mesh lines along the stiffeners. The new element provides a very economic global analysis of the complete ship structure with fewer elements and without any loss of accuracy. The global analysis of a rectangular box shaped vessel is carried out with the present element and compared with the general-purpose finite element software NISA. An Offshore Tug/Supply Vessel is analysed for crest at perpendiculars. 相似文献