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致其連接棧橋基座損傷,針對基座結(jié)構設計2種抗撞防護結(jié)構方案,并進行數(shù)值仿真分析。結(jié)果表明:在典型碰撞工況作用下,全維護防護套箱方案的設計效果較好,達到了保護基座結(jié)構不受撞損的目的。由2種方案的結(jié)構設計和計算對比可知:在設計抗撞防護結(jié)構時,合理的結(jié)構布置和材料運用可大幅提高結(jié)構的吸能耐撞性能;在分析結(jié)構抗撞性能時,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

為盡可能準確、有效和快速地模擬碰撞的真實情況，對碰撞模型進行合理的簡化。由于碰撞發(fā)生的局部效應，即結(jié)構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)構模型，在碰撞區(qū)域的結(jié)構處進行詳細建模和精細網(wǎng)格劃分，在遠離碰撞區(qū)域的結(jié)構處建立粗網(wǎng)格模型。為實現(xiàn)碰撞計算的實效性，對工作平臺進行大幅簡化，建立被撞區(qū)域的局部模型[7-8]。在材料參數(shù)設置上，碰撞雙方都定義為線性強化彈塑性模型，使結(jié)構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)相關碰撞風險研究內(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】：
期刊論文
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[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[J]. 王自力,顧永寧.  船舶力學. 2002(01)
[7]船舶碰撞動力學過程的數(shù)值仿真研究[J]. 王自力,顧永寧.  爆炸與沖擊. 2001(01)
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博士論文
[1]基于耐撞性的新型船舶結(jié)構形式研究[D]. 劉峰.上海交通大學 2007

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



本文編號：3066757