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Spar是一种新型的深海油气资源开发平台,由于结构比较复杂,平台硬舱结构的弯曲极限强度很难用常规的理论方法进行计算。采用非线性有限元分析方法,分析结构构件、边界及载荷条件对硬舱结构弯曲极限承载能力的影响。结果表明:单舱段和两舱段的极限弯矩计算结果基本一致;当弯矩载荷方向平行中心井对角线方向时,结构的抗弯强度较弱;重力载荷对舱段的极限弯矩影响较小;结构内部的环向框架能显著提高舱段的抗弯强度。 相似文献
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旨在了解箱型梁在极端循环载荷下的极限强度特性。利用非线性有限元方法来研究裂纹箱型梁的极限弯矩,分析了5种裂纹模型,探讨了裂纹类型、裂纹位置和裂纹长度的影响。考虑了两种载荷形式应用生死单元法对双向循环弯曲下裂纹扩展进行了模拟;并将由循环载荷引起的累积塑性损伤和疲劳裂纹损伤均考虑在内。无论单向循环还是双向循环,单裂纹模型的极限弯矩均小于双裂纹模型的极限弯矩;单边裂纹是最危险的裂纹类型。进一步分析了极端循环载荷下裂纹箱型梁的极限强度折减机理,得出了极限强度折减归因于这两种损伤的耦合作用的结论,并通过其他箱型梁验证了其适用性。 相似文献
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为建立海洋电缆弯曲加强器参数化设计方法,使用有限元模型进行了弯曲加强器设计参数研究。基于海缆及其弯曲加强器的几何结构及受力特点,建立了基于多相耦合梁单元的平面有限元模型,可以计算并分析海缆及其弯曲加强器在一定角度的张力作用下的形变与等效应力分布。通过多个案例系统性地分析了弯曲加强器的主要设计参数,即根部直径、锥体段长度及材料弹性模量,对海缆弯曲挠度、曲率及等效应力分布的影响。原创性地提出了弯曲加强器组合设计参数φ (t, L, E)。通过定量分析确定了其与海缆最大曲率之间的近似线性关系,并由此设计了参数化的弯曲加强器设计流程。通过设计实例验证了组合参数与海缆最大曲率之间关系的准确性和参数化设计流程的有效性。 相似文献
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为建立海洋电缆弯曲加强器参数化设计方法,使用有限元模型进行了弯曲加强器设计参数研究.基于海缆及其弯曲加强器的几何结构及受力特点,建立了基于多相耦合梁单元的平面有限元模型,可以计算并分析海缆及其弯曲加强器在一定角度的张力作用下的形变与等效应力分布.通过多个案例系统性地分析了弯曲加强器的主要设计参数,即根部直径、锥体段长度及材料弹性模量,对海缆弯曲挠度、曲率及等效应力分布的影响.文中原创性地提出了弯曲加强器组合设计参数φ(t,L,E).通过定量分析确定了其与海缆最大曲率之间的近似线性关系,并由此设计了参数化的弯曲加强器设计流程.通过设计实例验证了组合参数与海缆最大曲率之间关系的准确性和参数化设计流程的有效性. 相似文献
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漂浮式风电平台在波浪中的摇晃运动会导致塔架根部产生很大的弯矩,极大地威胁平台结构安全。同时流体的附连水质量效应对平台塔架结构的动响应有着较为显著的影响,因此充分考虑这种流固耦合效应有利于更加准确地评估平台塔架的结构动响应。采用三维频域线性水弹性方法计算塔架在流体作用下的结构共振频率特征以及各阶模态振动的主坐标响应特性,然后通过弹性模态叠加法获得塔架的弯矩载荷。并结合概率学手段,预报了短期极限海况下塔架弯曲载荷响应,为新一代漂浮式风电平台结构安全性评估和方案设计提供了技术支撑。 相似文献
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《海洋技术学报》2024,(1)
采矿立管是深海采矿系统的重要组成部分，立管的弯矩分析是确保立管正常使用的重要指标。立管所处海洋环境复杂，且立管底部的自由边界条件使得立管弯矩特性难以分析。本文基于波浪理论，使用Abaqus 有限元软件建立海洋采矿立管的模型，运用Abaqus中的AQUA海洋工程模块，考虑立管在轴向力、自重、浮力、波浪载荷、海流载荷及模拟海上平台水平和升沉运动共同作用下，对采矿立管进行弯矩分析，计算了提升泵不同安装位置、不同中继仓重量变化对弯矩的影响，结果表明：提升泵会增大安装位置的弯矩幅度，且安装在不同位置对立管弯矩会产生叠加影响；中继仓重量的增加提高了立管整体稳定性，但会使提升泵处弯矩波动产生向中部延伸的不利影响。 相似文献
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脐带缆螺旋滑移分析及力学性能研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对脐带缆内部螺旋层,应用Darboux标架建立螺旋结构空间坐标系,推导弯曲载荷下螺旋结构的局部变形和滑移。考虑螺旋构件间的接触和摩擦作用,建立螺旋结构的受力平衡偏微分方程,并研究螺旋角和摩擦系数对螺旋结构滑移的影响。基于同层螺旋结构本构关系相同假设,将所有螺旋结构力学性能线性叠加,拟合脐带缆整体弯曲刚度。运用建立的理论解析方法,对某双层铠装脐带缆的力学性能进行研究,并与数值模拟结果进行对比验证。对比结果表明,理论解析得到的螺旋滑移结果与数值模拟结果一致,理论解析得到的脐带缆弯曲刚度与数值模拟结果在全滑动阶段比较接近。 相似文献
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大型集装箱船（LCS）具有较大的甲板开口,抗扭刚度非常低。在恶劣海况下航行时,大型集装箱船可能会遭遇斜浪的作用,此时船体将受到三向载荷的联合作用,水平波浪弯矩和扭转波浪弯矩可能会接近甚至超过垂向波浪弯矩,船体可能因发生组合变形而破坏。因此有必要研究大型集装箱船在三向载荷联合作用下的结构可靠性。在研究三向载荷联合作用下各维度极限强度的相互关系的基础上,提出了大型集装箱船的极限承载能力的可靠性评估方法,并对目标船在各浪向角下的结构可靠性进行评估。结果表明：目标船在0°浪向角下的失效概率最高;考虑水平波浪弯矩影响后目标船的结构可靠性有所降低;扭转波浪弯矩对目标船船中剖面的结构可靠性影响较小。 相似文献
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为研究四柱体布置情况下倒角半径变化对柱体绕流水动力特性的影响,使用Fluent软件,采用大涡模拟方法研究了在雷诺数Re=3 900下6种不同倒角半径的柱体在方形四柱体布置时的三维流场。在模型分析验证有效后,分析了柱体后方瞬时流场、水动力参数、时均流场的变化情况。分析结果表明:随着倒角半径的增大,上游柱体的平均阻力系数逐渐减小,下游柱体的平均阻力系数除了在R~+=0.1处增幅很大以外,其余均随倒角半径变大而平稳变大;各柱体的升力系数均方根变化趋势基本相同;R~+=0.1、0.5时,上下游两柱体的升力系数曲线相位相反,而在R~+=0.2、0.3和0.4时,上下游两柱体的升力系数曲线相位相同。 相似文献
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基于广义接触模型的离散元方法及其对船体冰载荷的分析 总被引：1，自引：1，他引：0
冰载荷是影响船舶结构安全的主要环境载荷,因而确定破冰船的冰载荷特征可用于船体结构设计及船舶安全预警分析。海冰作为典型的脆性材料,可采用单元间具有黏结失效效应的离散元方法模拟其破碎行为。为有效地模拟海冰破碎的渐进过程,采用由局部黏结点组成黏结单元的广义接触模型。为分析该模型中直接决定黏结单元失效的强度参数的影响,采用海冰单轴压缩和三点弯曲试验数值模拟进行分析。通过模型试验确定了失效模型中法向黏结强度、切向黏结强度和Mohr-Coulomb准则中的接触摩擦系数的影响。将该数值模型应用于极地科学考察船"雪龙号"的平整冰区冰载荷分析中,并与船舶整体冰阻力经验公式进行了对比验证。 相似文献
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基于自动识别系统的海缆保护方法研究 总被引：2，自引：0，他引：2
针对海缆在使用过程中经常出现的锚损现象,通过对自动识别系统（AIS）功能和海缆保护要求的分析,重点利用AIS广播信息中包含船舶经纬度的特点,提出了一种利用AIS进行六点布控的海缆保护监测方法。六点布拉法可以弥补一般人工监测和摄像机监测等方法的不足,真正实现海缆的实时和动态保护。 相似文献
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海缆安全影响因素评述 总被引：8，自引：2，他引：8
通过对国内外威胁海缆安全因素的研究资料和研究成果的分析，全面论述了影响海缆安全因素的种类及其对海缆的可能破坏方式和破坏的严重程度。简要说明了不同因素对海缆威胁的可能原因与相应的预防措施，为海缆安全运营提供科学的理论依据。 相似文献
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简要介绍了琼州海峡500 kV海底电缆地形地貌特点及保护方式,分析了侧扫声呐及多波束检测的基本原理,对侧扫声呐在海底电缆裸露及悬空检测的原理进行了重点阐述。结合海南联网500 kV海底电缆近几次检测数据,通过侧扫声呐地貌检测结果,重点对海底电缆裸露情况、抛石坝及铸铁套管保护状况、海底电缆周围异常进行了分析,能够正常检测出海底电缆的裸露、抛石坝的坍塌及周围异物等异常情况。通过多波束地形检测结果,分析了海底电缆路由区域整体地形状况及抛石坝整体状况、通过Kriging插值方法生成不同的DEM(数字高程模型,Digital Elevation Model),分别从宏观和微观角度对海底电缆路由区域地形冲淤变化进行了分析,并对沙波稳定性进行了分析。结论认为,部分区域地形冲刷严重,容易造成海底电缆裸露、悬空,需要及早关注并采取防冲刷措施。 相似文献
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波致海底缓倾角无限坡滑动稳定性计算分析探讨 总被引：1，自引：1，他引：0
波浪作用下海底无限坡滑动稳定性计算的极限平衡法中,忽略了坡体水平向应力状态的影响,为此,针对波浪作用下海底缓倾角无限边坡的特点,提出直接基于滑动面处土体应力状态的滑动稳定性计算方法(简称应力状态法),并分析了其适用范围。对具体算例的分析表明,应力状态法计算得出的安全系数大于极限平衡法的安全系数,且随着滑动面深度的增加、土体泊松比以及边坡坡角的增大,两种计算方法得出的安全系数的差异会逐渐增大;对于波浪作用下的海底缓倾角无限边坡,在失稳时极可能沿具有一定厚度的滑动带而不是单一的滑动面而滑动,且波致最大剪应力所在的深度,常常不是斜坡体最易失稳滑移的深度。 相似文献
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海底电缆穿越底质坚硬海床时,覆盖混凝土联锁排可以有效保护海缆。根据国网舟山500 kV海底输电电缆所在海域实测水文数据,采用力学平衡公式和数值模拟两种计算方法,研究混凝土块在极端水流作用下的在位稳定性。基于推导出的力学平衡公式,对其进行函数分析后发现,当混凝土块底边固定时,存在一个极值高度,此时铺设在海床的混凝土块最为稳定,可以抵挡的水流流速最大。通过数值模拟,研究了混凝土联锁排在水流作用下的三维流态特征,对不同形状混凝土块的受力情况进行比较后发现,当混凝土块边缘为圆角时,可以改变边缘周边的水流结构,总体上加强混凝土块的稳定性。经计算,尽管国网舟山500 kV海底输电电缆所在的灰鳖洋海域潮流流速较大,但常规长、宽、高为0.4 m×0.4 m×0.3 m的块体组成的混凝土联锁排可以抵抗水流的冲击,保护海底电缆。 相似文献
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海坛海峡海底光缆建设是一项加强海坛岛与大陆之间通信的工程。本文介绍了勘察的光缆路由区地形地貌及沉积结构,并分析了相应的水动力情况,在明该段路由区宜于埋设海底光缆,但不同地段的水动力和沉积结构等有异,光缆埋设的深度应有所不同。 相似文献