强震作用下海上桩基导管架式平台弹塑性动力响应分析

强震作用下海上桩基导管架式平台弹塑性动力响应分析

一、强震作用下海洋桩基导管架型平台弹塑性动力响应分析(论文文献综述)

孙久洋,吕涛,陈国明,孙树峰,宋玉东,英豪[1](2020)在《基于耐震时程法强震下导管架平台动力响应分析》文中进行了进一步梳理基于我国南海地域的国际标准化组织规范反应谱,改进非线性最小二乘优化算法,合成了4条时长为30 s的耐震时程加速度曲线,并验证改进算法的精度与可靠性;建立平台弹塑性有限元模型,在考虑海水因素的条件下,分别基于增量动力法与耐震时程法对平台在强震下的动力响应进行对比分析,评价耐震时程法用于评估平台动力响应的适用性。结果表明:改进算法减小了迭代次数,较大程度地提高了曲线合成精度,与增量动力法相比,耐震时程法极大地减小了时程分析次数,可很好地预测平台结构的顶点位移、最大层间位移角以及基底剪力。由于耐震时程法计算效率高,计算精度较好,这为导管架平台地震动力响应分析提供了一种新的有效方法。

李威[2](2020)在《海上风电导管架基础循环弱化响应模拟》文中研究表明随着风能开发向水深更深,风能资源更丰富的远海海域发展,以及单个风机装机容量的增加(5MW-10MW),海上风机的基础形式日益多样化。在诸多基础型式中,导管架基础在早期油气平台中被广泛使用,技术相对更加成熟,有很多可供借鉴的经验,因此在目前风电开发向深海挺进阶段,这种基础得到了更为广泛的应用。与油气平台不同之处在于,导管架基础海上风机为细长柔性结构,塔筒顶部风机叶片高度较高且会承受相当大的水平荷载。在台风等极端水平循环荷载的作用下,导管架基础泥面处会产生较大的倾覆弯矩,桩基与周围土体会产生较大的竖向相互作用,导致下部群桩基础产生相当大的桩土弱化,影响风机的正常运行及其服役寿命。综上,开展导管架基础在极端循环荷载下的整体响应研究,是非常有意义的。本文基于大型商用有限元软件COMSOL Multiphysics 5.5,建立了包括导管架基础海上升压站、四桩导管架基础海上风机、三桩导管架基础海上风机在内的数值模型。分析过程中,采用本文提出的新型Q-z模型、API规范的桩土非线性弹簧、课题组前期研究的循环弱化t-z模型,结合MATLAB进行二次开发。主要研究成果总结如下:(1)在砂土中,根据动三轴实验中土单元的应力应变曲线,结合桩端影响区域的概念,构建了可以考虑位移累积的新型Q-z模型,该模型简单可靠,参数易于标定。采用该模型,对于承受轴向循环荷载的单桩,在加载初期,桩端土会产生位移累积,一定的循环次数后累积位移不再增加,可认为桩端土达到弹性加卸载阶段;导管架基础海上升压站在水平循环荷载下会发生一定的基础沉降和整体倾斜,但不会发生倾覆破坏,如果桩端位移累积过大,可能影响其服役寿命。(2)对于四桩导管架基础海上风机,桩长较短且土体等效弱化程度较大时,风机在常规风况下的一阶频率会跌至1P频率区间,可能引起共振,影响风机服役寿命;导管架基础角桩最大弯矩出现在5D-6D范围内,随土体等效弱化程度增加,桩身弯矩最大值随之增加,增加幅值与桩身长度有关;极端荷载下,土体等效弱化程度较大时,Q-z弹簧抗倾覆贡献明显增加,后排桩有拔出的危险。以上分析结果可为砂土中四桩导管架基础海上风机的设计提供参考依据。(3)对于研究较少的三桩导管架基础海上风机,根据与四桩导管架基础风机用钢量相同的准则建立其数值模型,考虑极端循环荷载下桩土界面循环弱化。35m桩长时,相较四桩导管架基础风机可承受100次的极端循环荷载,三桩导管架基础风机在荷载循环21次时即发生倾覆破坏;倾覆破坏前,运行荷载下海上风机一阶频率没有明显变化,而结构整体变形随极端荷载次数增加不断发展;随桩侧桩土弱化程度增加,t-z弹簧抗倾覆贡献明显减小,Q-z弹簧抗倾覆贡献明显增加;撤去极端荷载后的正常运行阶段,前排桩桩端卸荷回弹可能使桩侧抗力反向,t-z弹簧贡献弯矩方向与风浪流荷载在泥面处弯矩同向。

闫斌[3](2020)在《深水导管架平台轻量化技术研究》文中研究指明随着我国深海能源开发的不断深入,深水导管架平台建造数量正不断增加。从深水导管架平台整个生命周期来看,对其进行结构轻量化优化设计,即通过优化方法对深水导管架平台进行形状、结构、拓扑等优化设计,减小导管架结构单元冗余单元及横截面积,同时通过结构分析对优化结果进行安全可靠性检验。由于深水导管架平台重量很大,通过优化结构,可以节约建造过程中钢材的消耗量,大幅减少建造成本,增加经济效益,使得结构更加稳定,安全性更高,服役期更长。本文依托HY 14-1油气田某深水导管架平台,采用ANSYS有限元分析软件拓扑优化模块,提出了深水导管架平台逐步迭代拓扑优化方法,基于结构分析软件SACS进行优化结果验证。主要进行了以下研究:首先,按照HY 14-1油气田实际工程项目资料以及东海特定海域实际工况,建立了某4腿8裙桩结构有限元分析模型,工作环境位于东海某海域,水深约137.5m,考虑风载荷、波浪载荷以及流载荷对导管架平台的整体作用。其次,针对课题研究目标,采用ANSYS有限元分析软件拓扑优化模块,提出了深水导管架平台逐步迭代拓扑优化方法,在优化约束下逐步取消导管架支撑结构的激活过程,直至达到优化目标或最大迭代次数为止。经过迭代拓扑计算,得到了最优化的导管架平台拓扑结构。在对深水导管架平台进行轻量化拓扑优化过程中,根据分析计算可以看出,导管架结构立面采用K型撑杆替代X型撑杆,可以有效减轻导管架平台质量;在满足强度的条件下,对深水导管架平台进行尺寸优化时,减小导管架主腿管径是一个比较可行的轻量化方法;在进行优化时,可以结合力传递路径,在水平层下桁架结构采用最短力传递路线方案,取消多余水平撑杆,进而减轻平台总重量。最后,基于结构分析软件SACS,在保证外界约束一致的前提下,对导管架平台优化前后的模型进行了静力学分析、动力响应分析以及响应谱疲劳特性分析。在满足强度、稳性、疲劳和安全的要求下,优化设计后导管架平台用钢量较少,重量较轻,优化后的导管架重量减少了8.2%,减少了18处节点,达到了预期的轻量化技术指标。本文运用逐步迭代拓扑优化方法,完成实际项目中的优化目标,即减少用钢量,降低油田开发成本,提高收益率,对海洋工程平台优化设计领域具有一定的实际参考意义。

李非帆[4](2020)在《海洋平台导管架在撞击和地震极端工况下的结构动力响应分析》文中认为导管架平台所处的海洋环境十分恶劣,除去工作荷载以及风、浪、流等环境荷载的长期作用以外,还会受到海冰、船撞、地震等极端荷载的作用。目前对于风、浪、流等环境荷载作用下导管架平台的动力响应是研究的主要方向,而对于海冰、船撞、地震等极端荷载作用的研究相对较少。与常规的环境荷载相比,虽然极端荷载出现的频率较低,且持续的时间较短,但是一旦发生,将会极大地影响结构的强度和整体承载能力。因此,准确有效地分析导管架平台在极端荷载作用下的动力响应,对平台的结构设计和安全评估都具有重大的现实意义。本文基于渤海海域某导管架平台,系统地开展了导管架平台在海冰、船撞、地震等极端荷载作用下的动力响应研究。本文完成的主要工作包括:(1)根据导管架平台相关参数和基本假设,采用有限元前处理软件Hyper Mesh对导管架平台及桩基结构进行有限元建模,考虑桩-土非线性相互作用,分受推、受拉两种工况对导管架平台在以系泊力为主的工作荷载下的桩基承载力进行校核。(2)对导管架平台在海冰作用下的准静态振动、稳态振动、随机振动三种模式的作用机理进行分析和梳理,建立了导管架平台在海冰挤压作用下的计算模型,根据渤海冰速特点,重点研究平台结构在随机振动状态下的动力响应。(3)选取供应船作为碰撞船舶,从碰撞区域、碰撞速度以及附连水质量等方面确定船舶与导管架平台的碰撞场景,考虑DH36船用钢的应变率敏感性设置材料的失效准则,从碰撞力、应力应变、运动状态等方面分析平台结构的动力响应。(4)基于《海上固定平台入级与建造规范》相关内容,应用时程分析法,以调幅后天津波的加速度时程曲线作为荷载输入条件,分别研究了导管架平台在地震设计烈度为七度、八度、九度时典型构件的位移、速度、加速度响应以及应力应变情况。

陈安龙[5](2020)在《新型抗震导管架力学特性研究》文中指出导管架作为浅海固定式海洋平台和海上风力机的支撑结构,广泛应用于海洋工程中。在复杂多变的海洋环境中,导管架结构除了要承受浪、流、风、冰等多种环境载荷外,还必须具备抵抗地震破坏的能力。由于地震破坏力极强,且我国许多导管架式海洋平台和海上风电场都位于渤海、黄海以及东南沿海地震活跃地带,因此进行提高导管架抗震性的研究是十分有必要的。为了提高导管架的抗震性能,本文提出一种使用完全搭接管节点的新型导管架,利用理论分析与数值仿真相结合的方法,以传统N型导管架为对比分析对象,围绕新型导管架的强度、抗震性和疲劳寿命三个方面开展以下研究工作。本文提出两种建立新型导管架多尺度有限元模型的方法,并基于ANSYS建立有限元模型。通过静力计算,对比分析了波流作用下新型导管架和N型导管架的结构强度和极限承载力,结果表明二者相当,但可以在降低结构重量的条件下,通过降低弦管管壁和增大支管壁厚以提高新型导管架强度。两种节点应力分布和高应力区存在差异,相比于T/Y型节点,完全搭接管节点弦管和搭接支管应力平均降低25%,而贯通支管上的应力在整体应力不增大的前提下平均增大25%;正常作业工况下后者弦管上无高应力区,极限状态时后者塑性应变全部都发生在贯通支管上,而前者弦管和支管均产生塑性应变。通过时程分析法和反应谱法研究了新型导管架地震响应。通过模态分析计算导管架的振型和固有频率,按照浅海固定平台建造与检验规范要求确定设计反应谱,通过反应谱法分析了两种导管架的强度、位移和支反力,二者结果相近。因此以建筑抗震设计规范为指导,通过瞬态动力法计算了结构在人工波、唐山波和EI Centro波作用下的导管架腿柱顶端位移、加速度响应和底部剪力,结果显示新型导管架抗震性更好。分析了新型导管架的疲劳寿命。利用导管架建模向导建立模型,为了避免计算热点应力需要应力集中系数,而完全搭接管节点又没有规范认可的计算公式的问题,利用网格划分工具将管节点转变为三维有限元模型。计算出结构动力特性后,以一系列艾瑞波生成传递函数,以中国北海某海域的波浪统计资料为疲劳载荷,通过谱疲劳分析方法计算新型导管架在设计疲劳寿命内的疲劳损伤,研究结果表明结构满足疲劳设计的要求。本文的研究结果表明新型导管架可以提高导管架抗震性能、实现结构轻量化,验证了新型导管架设计的可行性,为新型导管架的设计和计算提供参考,促进其工程化发展。

周忠超[6](2020)在《考虑桩—土—塔筒—叶片耦合的海上风机地震响应研究》文中研究指明目前,风能作为可再生绿色能源被越来越多地开发利用,海上风力发电也随之快速发展。然而,我国近海风电场大多建设在环太平洋地震带上,易遭受地震断层引发的强烈地震作用。随着海上风力发电机整机容量的增加,风机塔筒高度和叶片长度不断增大。结构柔度的增加降低了风机固有频率,增大了动力荷载对支撑结构的放大效应,很容易与近场地震动产生类共振现象,从而引发破坏。加之风机处于海洋环境中,海床土液化及结构振动引起的动水压力进一步加剧了风机的安全风险。此外,海上风电系统是一个强耦合系统,不仅涉及动水、运动和惯性效应,还受基础、海床和支撑结构等多种因素的影响。因此,从系统耦合的角度,建立海上风机多系统耦合动力学的分析模型,对明确其地震响应机理十分必要。基于以上背景,本文考虑桩-土-塔筒-叶片耦合,对海上风机地震响应进行了研究,主要工作如下:(1)针对单桩支承海上风机的地震响应,建立了管桩-土体-塔筒-机舱-叶片整体耦合风机模型,考虑土体液化特性和动水压力作用,获得单桩及塔筒水平位移和内力沿高度的包络图分布,分析了地基在不同地震烈度下液化的发展程度,并就地震烈度、桩径及海水深度对风机结构地震响应的影响进行了讨论。(2)将前述风机模型进一步推广到高承台斜桩群桩支承海上风机,分析了地震作用下管桩内力分布的差异,对比了斜桩群桩基础和直桩群桩基础承载下风机地震响应的不同,并分析了基桩倾斜度、桩径、地基土分层对风机系统抗震性能及结构变形、内力的影响。(3)选取三组同一地震事件的近断层脉冲地震波和远场地震波作为地震动输入,对比研究近、远场地震下高承台斜桩群桩支撑海上风机的地震响应差异,分析了海上风电系统在近断层脉冲型地震波作用下内力和变形的发展。(4)基于Novak薄层法原理,考虑自由场波动、桩顶惯性荷载和动水压力共同作用,根据桩-土-桩动力相互作用,推导了SH波作用下均质饱和海床中高承台群桩-风机结构体系水平振动问题的频域解答,讨论了桩间距、顶部集中质量、海水深度、塔筒高度、桩长径比及土体弹性模量对体系共振特性和位移、内力分布的影响。

杨龙龙[7](2020)在《震后火灾作用下导管钢框架反应过程》文中指出在开采深海油气资源中,导管钢框架起着至关重要的作用,一旦遭受地震灾害,将产生严重次生灾害,其中地震引起次生火灾是最易发生的次生灾害,会造成巨大经济损失和人员伤亡。目前,对导管钢框架研究主要集中在单独考虑地震和火灾作用下的力学行为,通常地震后会造成导管钢框架损伤,严重影响导管钢框架抗火性能,降低导管钢框架抗火能力。因此,开展震后火灾作用下导管钢框架反应过程及失效机理研究,对导管钢框架防火和地震应急具有重要理论研究价值和现实意义。本文通过试验验证和参数研究,对震后火灾下导管钢框架及T型相贯节点的抗火性能及失效机理进行参数研究,主要内容如下:(1)选取合理的单元类型和材料本构模型,优化网格划分方法,建立精准的未加强T型圆钢管节点计算模型,利用已有试验验证计算模型的有效性和准确性,引入地震损伤变量,施加火灾荷载,进行震后火灾作用下壁厚比α、直径比β、主管径厚比γ和损伤变量?D对未加强T型圆管节点的影响规律研究。(2)建立精准的内置单环加强T型圆管节点计算模型,利用已有试验验证该模型的有效性和可靠性,进行参数壁厚比α、直径比β、主管径厚比γ、加强环厚度与主管厚度比η及损伤变量?D分析,研究震后火灾作用下单环加强T型相贯节点的反应过程、临界温度、失效机理、应力分布及位移大小变化的影响规律。(3)根据参数分析结果,对震后火灾作用下未加强和内置单环加强T型相贯节点的破坏模式、反应过程、临界温度、竖向位移及应力分布规律进行比较分析,发现加强T型节点与未加强T型节点在震后火灾作用下的破坏模式相同,但是它们二者的受力机理和耗能机制不同。(4)建立精准的导管钢框架计算模型,通过引入损伤变量来施加地震损伤,利用ANSYS重启动分析,把之前所产生的残余应力和残余变形传递到后面的火灾分析中,利用危险源识别法和火灾爆炸指数法确定导管钢框架潜在火灾发生位置,施加火灾荷载,进行震后火灾作用下导管钢框架的灾变过程、损伤演化规律、耐火极限温度及失效模式研究。综上所述,通过试验验证和参数研究,开展震后火灾作用下导管钢框架及T型相贯节点反应过程、累积损伤演化规律及失效机理研究,对导管钢框架防火和地震应急具有重要理论研究价值和重大现实意义,为导管钢框架抗火抗震设计提供理论依据和技术支撑,对导管钢框架结构重大灾害事故形成、扩展、控制与评估研究,都具有重要理论价值和广泛应用前景。

赵婧一[8](2019)在《深水海上风电三筒导管架基础结构优化与动力特性研究》文中进行了进一步梳理风能资源发展极其迅速并成为清洁能源的重要组成部分,而海上风能资源十分丰富,有很大的开发利用空间。同传统的陆上风力发电相比较,海上风电场风速更大、发电利用小时数更高,有利于大容量机组的开发利用。其中深海区域的发展空间更大,近年来,海上风电事业已经从近水海域向深海迈进。远海深水海域风电场的海况复杂,水文环境多变;另一方面,为了承接大容量风机机组,风机基础结构的尺寸特征参数变化较大。基础除受到自身重力以外还要承受较大的浪流荷载,为适应深水大容量的发展趋势,针对以上不利条件,本文采用一种适合30-50m水深、复杂海况的三筒导管架风机基础结构型式。通过有限元软件建立数值模型,对结构进行优化设计、静力分析、动力响应研究、疲劳损伤评估,结合理论与数值计算结果验证其可行性。得到的研究成果有以下几个方面:(1)总结目前已经投入使用的海上风机基础型式,对比各类基础结构的优缺点。结合宽浅式吸力筒与导管架支撑结构的特有优势,提出了适用于深水、大容量风机的三筒导管架基础结构型式。选定的初始结构体型主要包括:三筒筒基、筒基上部带肋钢梁、三腿导管架支撑结构、连接导管的水平与斜支撑、承接风机的法兰连接段等重要部位。(2)对三筒导管架基础结构进行了优化比选。以泥面倾斜率、钢结构的Mises应力、材料用量、地基承载力等作为优化控制指标,调整筒裙基础的径长比、筒裙厚度、导管架的倾斜角度。得到较优的基础结构尺寸:直径21m、筒裙高10.5m、变截面筒裙(上部厚20mm、下部厚25mm)的三筒基础,倾斜度为15°的导管架支撑结构。(3)建立整机基础模型,对其进行共振校核。计算结果显示:整体结构模态的1、2阶振型的固有频率分别为0.277Hz和2.044Hz,即同一水平方向上结构的前两阶振型,均避开了规范要求的叶轮工作频率范围。所选较优三筒导管架整体基础结构自振特性表明,该基础结构在运行时不会产生共振现象。(4)所选较优基础结构满足疲劳校核。采用热点应力法与雨流计数统计法,计算分析基础结构在随机风荷载作用下的动力响应特性,以及长期处于交变荷载作用下的疲劳损伤特性。所选较优基础结构疲劳校核结果显示,三筒导管架结构中最大疲劳损伤度为0.24,即海上风电三筒导管架基础结构满足服役寿命要求。

黄明哲[9](2019)在《基于向量式有限元的海上电气平台非线性动力分析》文中指出为了探究海上电气平台在不同工况下的响应规律,本文基于向量式有限元方法,对海上电气平台结构进行了有限元模拟与非线性动力分析。本文的主要研究内容以及结论如下:首先,本文对向量式有限元理论进行了调研,并基于算例验证了其可行性与准确性。编写了向量式力学计算软件VFOSP。该软件具备有限元计算的基本功能,实现了有限元软件计算方法的创新。其次,本文使用计算软件对某海上电气平台进行了重力荷载工况与环境荷载工况的计算。向量式有限元软件计算结果与传统有限元计算结果相比误差大部分在5%以内,部分结果存在15%以内的相对误差,但其绝对误差保持在2mm以内,可以证明其可行性与准确性。最后,本文使用计算软件对地震工况进行了计算,证明了向量式有限元可以有效地模拟平台结构及其在地震工况下的响应。计算结果与SACS计算结果进行了比对,结果峰值误差在8%以内。对计算结果进行分析得到了该海上电气平台结构在地震工况下位移响应与应力的分布规律。同时研究了加载方向、阻尼系数与加载方式对计算结果的影响,结果显示X方向的地震荷载对结构影响更大,阻尼对位移响应的幅值产生影响,加速度加载方法的适用性大于位移加载方法。

徐鹏旭[10](2019)在《深水导管架平台结构动力响应分析及可靠性研究》文中指出随着海洋油气资源的开发,我国的海洋油气产业也正加大力度向油气资源更为丰富的深水域发展。针对深水导管架平台,其在风、浪、流等海洋环境作用下动力响应尤为显着,且服役的过程中长期受一般海况作用将使结构物产生疲劳,对生产活动及人员安余造成影响。因此,有必要对深水导管架平台进行动力响应及可靠性研究,这方面的工作不仅保障平台的安全还对深水导管架平台的设计、建造及检修有重要意义。本文以深水导管架平台为研究对象,利用SACS对深水导管架平台进行了极端海况下的结构静力分析和动力特性方面的分析,并采用S-N曲线法根据海洋波浪的统计特性对深水导管架平台进行可靠性方面的研究。主要的内容如下:(1)波浪理论及其适用性。推导了线性波和非线性波理论中波质点速度势等参数及其在不同水深下的适用性。并进行了桩-土非线性力学分析,分析了群桩效应对平台受力的影响。(2)深水导管架平台结构静力学分析。建立了深水导管架平台三维力学模型,分析了重现期为一年和一百年的海况作用下平台结构在7个波向下的受力和位移情况,并求得平台各杆件的UC值分布情况。采用Pushover法对导管架平台进行倒塌分析,分析了其倒塌过程,得到了极端海况下0°、45°、90°三个波向及8度地震作用下平台的储备强度系数和基底剪力。(3)深水导管架平台结构动力响应分析。基于Guyan减缩法进行了深水导管架平台模态分析,得到了海洋结构物桩-土-结构模型和等效桩模型的前6阶固有频率。采用模态叠加原理通过施加确定性波浪参数对深水导管架平台桩-土-结构模型和等效桩模型进行了动态响应分析,考虑了群桩效应、海生物附着、导管架倾斜度、相对桩距等因素对导管架平台结构动力响应的影响。并采用大洋模拟法通过生成伪随机波模拟了 1000s随机波浪载荷作用下平台结构的动力响应。(4)深水导管架平台疲劳可靠性评估。在海洋环境对平台产生的随机应力的统计特性基础上,基于S-N曲线和Miner准则采用波浪谱分析法对平台某些重要的管节点进行疲劳寿命进行预估,并采用Wirsching疲劳可靠性模型对深水导管架平台管节点进行可靠性研究,得出节点疲劳寿命均超过设计寿命,其可靠度指标平均值为3.2,符合API规范要求。

二、强震作用下海洋桩基导管架型平台弹塑性动力响应分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、强震作用下海洋桩基导管架型平台弹塑性动力响应分析(论文提纲范文)

(1)基于耐震时程法强震下导管架平台动力响应分析(论文提纲范文)

1 耐震时程加速度函数
2 导管架平台分析模型
    2.1 我国南海地域设计反应谱确定
    2.2 耐震时程加速度曲线合成与改进
    2.3 平台有限元模型
3 导管架平台耐震时程法适用性评估
    3.1 IDA法地震波选取
    3.2 不同地震动强度下IDA法与ETM结果对比分析
    3.3 大震下平台响应结果对比分析
4 结 论

(2)海上风电导管架基础循环弱化响应模拟(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 导管架基础静动力响应研究
        1.2.2 导管架基础频率响应研究
        1.2.3 桩土相互作用与弱化研究
    1.3 本文研究内容与关键问题
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 关键问题
2.考虑桩端位移累积的导管架基础海上升压站水平受荷数值分析
    2.1 前言
    2.2 循环弱化t-z模型的建立
    2.3 考虑位移累积的新型Q-z模型
        2.3.1 桩端影响区域的确定
        2.3.2 新型Q-z模型的建立
        2.3.3 模型参数确定
        2.3.4 数值模拟与离心实验结果比较
        2.3.5 新型Q-z模型在单桩中的应用
    2.4 海上升压站水平循环受荷分析
        2.4.1 工程背景介绍
        2.4.2 海上升压站整体响应
    2.5 本章小结
3. 考虑桩土等效弱化的海上风机四桩导管架基础水平受荷数值分析
    3.1 前言
    3.2 工程背景介绍
    3.3 四桩导管架基础海上风机数值模型的建立
    3.4 海上风机环境条件与桩土约束
        3.4.1 风荷载计算
        3.4.2 波浪荷载计算
        3.4.3 海上风机阻尼
        3.4.4 考虑等效折减弱化的桩土作用API规范
    3.5 考虑桩土等效弱化的四桩导管架基础海上风机参数分析
        3.5.1 振型分析
        3.5.2 最不利加载方向
        3.5.3 桩土弱化对风机频率的影响
        3.5.4 动荷载对结构动力响应的影响
        3.5.5 桩土弱化对桩基受力与变形特性的影响
    3.6 桩土弱化对抗倾覆贡献的影响
    3.7 本章小结
4. 考虑桩侧循环弱化的三桩导管架基础海上风机水平受荷数值分析
    4.1 前言
    4.2 三桩导管架基础海上风机数值模型的建立
    4.3 三桩导管架基础海上风机受荷特性
        4.3.1 最不利加载方向
        4.3.2 API非线性弹簧抗倾覆贡献
    4.4 考虑桩侧循环弱化的三桩导管架风机受荷特性与结构比选
        4.4.1 新型t-z弹簧模型
        4.4.2 位移转角时程图
        4.4.3 固有频率
        4.4.4 累积变形
        4.4.5 土弹簧抗倾覆贡献
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 进一步工作展望
参考文献

(3)深水导管架平台轻量化技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
字母注释表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究目的及导管架平台轻量化设计原则
        1.3.1 本文研究目的
        1.3.2 导管架平台轻量化设计原则
    1.4 本文主要研究内容
第二章 深水导管架平台优化理论方法及技术路线
    2.1 深水导管架结构优化原理
    2.2 深水导管架平台的拓扑优化数学模型
    2.3 约束条件
    2.4 深水导管架平台拓扑优化方案及技术路线
        2.4.1 逐步迭代拓扑优化方法
        2.4.2 优化过程约束选择
        2.4.3 深水导管架平台原始设计有限元模型
        2.4.4 深水导管架平台在位分析和疲劳分析过程
    2.5 本章小结
第三章 深水导管架平台静力分析
    3.1 分析原理
    3.2 环境参数
    3.3 静力计算
    3.4 环境载荷计算
        3.4.1 风载荷
        3.4.2 波浪载荷
        3.4.3 海流载荷
    3.5 计算工况
    3.6 拓扑优化前后有限元模型计算校核结果
        3.6.1 校核准则
        3.6.2 导管架腿强度对比
        3.6.3 桩基承载力对比
        3.6.4 节点冲剪校核
    3.7 本章小结
第四章 深水导管架平台动力响应分析
    4.1 概述
    4.2 动力响应分析基本理论及方法
        4.2.1 确定性波浪原理
        4.2.2 振型叠加法
    4.3 拓扑优化结构模态分析
    4.4 拓扑优化前后有限元模型波浪动力响应分析
    4.5 本章小结
第五章 深水导管架平台谱疲劳分析
    5.1 概述
    5.2 疲劳计算基本理论
        5.2.1 S-N法
        5.2.2 S-N曲线
        5.2.3 断裂力学法
    5.3 谱疲劳分析方法及过程
        5.3.1 疲劳寿命安全系数
        5.3.2 波浪频域疲劳分析
        5.3.3 水动力学系数
        5.3.4 全方向离散图
        5.3.5 疲劳寿命计算流程
    5.4 拓扑优化前后有限元模型谱疲劳分析结果
        5.4.1 传递函数
        5.4.2 疲劳寿命比较
    5.5 本章小结
第六章 深水导管架平台拓扑优化及分析
    6.1 拓扑优化有限元模型
    6.2 逐步迭代拓扑优化
    6.3 拓扑优化及仿真分析结果综合评价
    6.4 导管架拓扑优化前后结构对比
    6.5 本章小结
第七章 研究成果与展望
    7.1 主要研究成果
    7.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(4)海洋平台导管架在撞击和地震极端工况下的结构动力响应分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 工程背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文创新点和主要研究内容
2 导管架平台有限元模型
    2.1 LS-DYNA简介
    2.2 桩土相互作用
    2.3 导管架平台建模
    2.4 桩基承载力的验算
    2.5 本章小结
3 海冰作用下导管架平台的动力响应分析
    3.1 渤海海域冰情概况
    3.2 海冰物理力学性质
    3.3 海冰与导管架平台的相互作用
    3.4 海冰挤压导管架平台的计算仿真
    3.5 本章小结
4 导管架平台在船舶碰撞下的动力响应分析
    4.1 碰撞工况的确定
    4.2 导管架平台碰撞数值模型
    4.3 数值仿真结果分析
    4.4 本章小结
5 导管架平台在地震作用下的动力响应分析
    5.1 地震作用
    5.2 反应谱法
    5.3 时程分析法
    5.4 地震作用下的参数设置
    5.5 地震作用下的动力响应分析
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献

(5)新型抗震导管架力学特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 完全搭接管节点研究现状
    1.3 本文主要内容
2 导管架有限元模型
    2.1 数值模拟方法
    2.2 新型导管架结构形式
    2.3 单元的选择
    2.4 管-壳单元连接方法
    2.5 导管架有限元模型建立
    2.6 小结
3 导管架结构静力分析
    3.1 环境载荷计算
        3.1.1 波浪载荷计算
        3.1.2 流载荷计算
        3.1.3 风载荷计算
    3.2 环境参数
    3.3 导管架静力分析
        3.3.1 整体强度与变形
        3.3.2 管节点应力分布
        3.3.3 管节点高应力区
    3.4 静力弹塑性分析
    3.5 小结
4 导管架地震反应谱分析
    4.1 模态分析
        4.1.1 模态基本理论
        4.1.2 导管架模态分析
    4.2 地震响应反应谱法
        4.2.1 地震反应谱
        4.2.2 设计反应谱
        4.2.3 地震载荷计算
    4.3 导管架地震响应反应谱分析
        4.3.1 反应谱
        4.3.2 导管架地震响应
    4.4 小结
5 导管架地震响应时程分析
    5.1 时程分析法基本理论
    5.2 地震波的选择
    5.3 导管架地震响应时程分析
        5.3.1 导管架位移时程响应
        5.3.2 导管架加速度时程响应
        5.3.3 导管架底部剪力
    5.4 小结
6 新型导管架疲劳分析
    6.1 S-N曲线
        6.1.1 基本定义
        6.1.2 应力集中系数及热点应力计算
        6.1.3 S-N曲线方法
    6.2 谱疲劳分析方法
        6.2.1 时间恒定线性系统
        6.2.2 传递函数
        6.2.3 谱密度函数
        6.2.4 疲劳损伤
    6.3 新型导管架谱疲劳分析
        6.3.1 谱疲劳分析流程
        6.3.2 新型导管架谱疲劳分析模型
        6.3.3 新型导管架传递函数
        6.3.4 疲劳环境
        6.3.5 新型导管架普疲劳分析结果
    6.4 小结
结论
参考文献
附录A 管节点支管应力对比
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(6)考虑桩—土—塔筒—叶片耦合的海上风机地震响应研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外相关研究现状
        1.2.1 桩基础水平地震响应研究现状
        1.2.2 桩基础承载性能研究现状
        1.2.3 水中结构动水效应研究现状
        1.2.4 海上风机地震响应研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 海上单桩风机地震响应及液化特性研究
    2.1 引言
    2.2 风机模型参数及材料本构
        2.2.1 风机模型参数
        2.2.2 材料本构模型
    2.3 单桩支撑海上风机模型的建立
        2.3.1 模型建立
        2.3.2 地震动施加
        2.3.3 结构自振频率及阻尼
        2.3.4 海水层模拟
        2.3.5 单元和节点数据输出
    2.4 地震烈度影响分析
        2.4.1 地震烈度对土体液化程度的影响
        2.4.2 地震烈度对土体及结构位移的影响
        2.4.3 地震烈度对结构内力的影响
    2.5 海水深度影响分析
        2.5.1 海水深度对桩位移及内力的影响
        2.5.2 海水深度对塔筒位移及内力的影响
    2.6 管桩桩径影响分析
        2.6.1 桩径对管桩变形及内力的影响
        2.6.2 桩径对上部结构变形的影响
    2.7 土塞高度影响分析
    2.8 本章小结
第三章 海上高承台斜桩群桩风机地震响应研究
    3.0 引言
    3.1 高桩承台基础及风机模型建立
    3.2 基础及上部结构变形及内力分析
        3.2.1 基础位移
        3.2.2 基础内力
        3.2.3 上部结构位移
        3.2.4 上部结构内力
    3.3 群桩影响因素分析
        3.3.1 桩倾斜度对结构内力及变形的影响
        3.3.2 桩径对结构内力及变形的影响
    3.4 海床土分层特性影响分析
        3.4.1 双层土地基
        3.4.2 三层土地基
        3.4.3 土体模量比
    3.5 本章小结
第四章 近断层脉冲效应下海上高承台群桩风机地震响应研究
    4.1 引言
    4.2 输入地震波的选取及频谱特性分析
    4.3 近断层脉冲地震作用下风机动力响应
        4.3.1 地基土体动力响应
        4.3.2 高承台群桩基础动力响应
        4.3.3 塔筒动力响应
        4.3.4 叶片动力响应
    4.4 本章小结
第五章 SH波作用下群桩支承海上风机水平动力特性研究
    5.1 引言
    5.2 计算模型及基本假定
    5.3 海床土体振动求解
    5.4 海床土水平动力阻抗求解
        5.4.1 控制方程与边界条件
        5.4.2 桩周土水平振动方程求解
    5.5 群桩动力反应
        5.5.1 主动桩水平振动方程求解
        5.5.2 自由场水平位移衰减函数
        5.5.3 被动桩水平振动方程求解
    5.6 承台及塔筒水平振动方程求解
    5.7 方法验证
    5.8 算例分析
    5.9 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术成果
致谢

(7)震后火灾作用下导管钢框架反应过程(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 导管钢框架研究现状
        1.2.2 T型圆钢管节点研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 课题的技术路线
第2章 震后火灾研究理论基础
    2.1 引言
    2.2 高温下钢材材料特性
        2.2.1 高温下钢材物理特性
        2.2.2 高温下钢材力学特性
    2.3 标准升温曲线
    2.4 定义损伤变量
    2.5 分析程序和步骤
        2.5.1 分析程序
        2.5.2 分析步骤
    2.6 本章小结
第3章 震后火灾下未加强T型圆钢管节点反应过程及失效机理
    3.1 引言
    3.2 几何模型
    3.3 建立有限元模型
        3.3.1 单元类型
        3.3.2 边界条件
        3.3.3 网格划分
        3.3.4 收敛准则
        3.3.5 临界温度
    3.4 有限元模型验证
    3.5 参数分析
        3.5.1 参数研究范围
        3.5.2 α影响
        3.5.3 β影响
        3.5.4 γ影响
    3.6 本章小结
第4章 震后火灾下内置加强环T型圆钢管节点抗火性能
    4.1 引言
    4.2 几何模型
    4.3 建立有限元模型
        4.3.1 单元类型与边界条件
        4.3.2 网格划分
    4.4 有限元模型验证
    4.5 参数分析
        4.5.1 参数研究范围
        4.5.2 α影响
        4.5.3 β影响
        4.5.4 γ影响
        4.5.5 η影响
    4.6 未加强T节点与加强T节点比较
        4.6.1 破坏模式和反应过程
        4.6.2 最大竖向位移
        4.6.3 最大等效应力
    4.7 本章小结
第5章 震后火灾下导管钢框架反应过程及失效机理
    5.1 引言
    5.2 分析方法
    5.3 导管钢框架几何模型
    5.4 导管钢框架有限元模型
        5.4.1 单元类型
        5.4.2 边界条件
        5.4.3 网格划分
        5.4.4 升温曲线
    5.5 钢材物理特性和力学特性
    5.6 有限元模型计算结果及分析
        5.6.1 确定受火工况
        5.6.2 悬链线效应
        5.6.3 结构失效准则
        5.6.4 工况一分析
        5.6.5 工况二分析
        5.6.6 工况三分析
        5.6.7 三种工况对比
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读硕士学位期间所取得的科研成果
附录 B 攻读硕士学位期间参与的科研项目

(8)深水海上风电三筒导管架基础结构优化与动力特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 海上风电研究背景与意义
    1.2 海上风机基础研究进展
        1.2.1 海上风机基础型式
        1.2.2 海上风电三筒导管架基础
    1.3 本文的研究内容
第2章 深水三筒导管架下部基础优化研究
    2.1 三筒基础边界条件
        2.1.1 地质
        2.1.2 荷载
        2.1.3 风机
    2.2 初始三筒基础结构型式
    2.3 三筒基础结构优化研究
        2.3.1 有限元模型
        2.3.2 基础结构静力计算
    2.4 三筒基础结构的承载力分析
        2.4.1 荷载分配
        2.4.2 上拔筒基的承载力校核
        2.4.3 下压筒基的承载力校核
        2.4.4 三筒基础结构承载力校核结果
    2.5 本章小结
第3章 深水三筒导管架上部结构优化研究
    3.1 深水支撑结构选型研究
    3.2 三腿导管架支撑结构设计模型
        3.2.1 风机基础顶高程
        3.2.2 荷载
        3.2.3 三腿导管架有限元模型
    3.3 导管架支撑结构优化研究
        3.3.1 导管架支撑结构优化标准
        3.3.2 导管架结构优化设计
        3.3.3 方案计算结果分析
    3.4 三筒导管架基础局部优化
    3.5 优化结构静力分析
        3.5.1 基础整体结构模型
        3.5.2 计算结果分析
    3.6 本章小结
第4章 三筒导管架基础结构整体动力特性研究
    4.1 基础结构模态分析
        4.1.1 基础结构计算模型
        4.1.2 整体结构模态分析结果
        4.1.3 整结构共振校核
    4.2 风荷载作用下整体结构动力响应分析
        4.2.1 风动荷载模拟
        4.2.2 随机风荷载作用下的结构响应分析
    4.3 基础疲劳损伤分析
        4.3.1 基础疲劳分析方法
        4.3.2 疲劳荷载
        4.3.3 疲劳损伤分析标准
        4.3.4 结构疲劳分析结果
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(9)基于向量式有限元的海上电气平台非线性动力分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 偶然工况下海洋平台结构研究现状
        1.2.2 结构动力分析非线性数值模拟方法国内外进展
    1.3 研究内容及创新点
        1.3.1 本文研究内容
        1.3.2 创新点
第2章 理论基础
    2.1 向量式有限元理论
        2.1.1 离散过程
        2.1.2 单元随体参考系及其随动变化
        2.1.3 逆向运动与单元变形
        2.1.4 单元内力求解
    2.2 弹塑性纤维梁单元理论
        2.2.1 弹塑性问题增量求解方程
        2.2.2 弹塑性本构模型
        2.2.3 加卸载准则
    2.3 算例验证
        2.3.1 三维悬臂梁模型
        2.3.2 三维桁架模型
        2.3.3 Williams双杆模型
        2.3.4 星形穹顶结构
        2.3.5 六角空间刚架结构
    2.4 本章小结
第3章 软件编写
    3.1 前处理模块
    3.2 网格划分模块
    3.3 荷载等效模块
    3.4 约束等效模块
    3.5 向量式有限元核心求解模块
    3.6 后处理模块
    3.7 本章小结
第4章 基本工况计算
    4.1 重力荷载工况
        4.1.1 重力荷载数据
        4.1.2 计算方法
        4.1.3 计算结果及对比
    4.2 环境荷载工况计算
        4.2.1 环境荷载数据
        4.2.2 计算方法
        4.2.3 计算结果及对比
    4.3 本章小结
第5章 地震工况计算
    5.1 结构地震分析方法简述
    5.2 土弹簧模拟
    5.3 地震波的选择与处理
    5.4 计算方法
        5.4.1 加速度控制
        5.4.2 位移控制
        5.4.3 动力阻尼的选取
    5.5 计算结果对比
    5.6 计算结果分析
        5.6.1 位移响应分析
        5.6.2 应力分析
        5.6.3 地震方向影响分析
        5.6.4 加载方式与阻尼系数影响分析
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 论文总结
    6.2 不足与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(10)深水导管架平台结构动力响应分析及可靠性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 深水导管架平台的发展情况
        1.2.2 国内外导管架平台动力响应研究现状
        1.2.3 国内外导管架海洋平台可靠性分析现状
    1.3 研究内容、创新点及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文创新点
        1.3.3 技术路线
第2章 波浪理论及桩-土非线性力学分析
    2.1 波浪运动基本方程与边界条件
    2.2 线性波理论
    2.3 非线性波浪理论
        2.3.1 斯托克斯波浪理论
        2.3.2 流函数波浪理论
    2.4 波浪理论的适用性
    2.5 波浪载荷计算及群桩效应
        2.5.1 单桩上的波浪力计算
        2.5.2 群桩效应
    2.6 桩-土非线性力学分析
        2.6.1 桩基轴向承载力分析
        2.6.2 桩基横向承载能力分析
    2.7 本章小结
第3章 深水导管架平台结构静力学分析
    3.1 深水导管架平台结构模型
    3.2 水文条件
    3.3 单桩轴向承载能力计算
    3.4 深水导管架平台结构静力学计算
        3.4.1 载荷工况
        3.4.2 载荷组合
        3.4.3 计算结果
    3.5 深水导管架平台倒塌分析
        3.5.1 导管架平台倒塌分析原理
        3.5.2 极端风浪下导管架平台倒塌分析
        3.5.3 地震载荷下导管架平台倒塌分析
    3.6 本章总结
第4章 深水导管架平台结构动力响应分析
    4.1 深水导管架平台模态分析
        4.1.1 结构动力学基本方程
        4.1.2 Guyan减缩
        4.1.3 模态分析结果
    4.2 规则波下深水导管架平台结构动力响应分析
        4.2.1 模态叠加法
        4.2.2 动力响应结果分析
    4.3 随机波浪下深水导管架平台结构动力响应分析
        4.3.1 随机过程的统计特性
        4.3.2 海洋波浪的随机模型
        4.3.3 随机波浪下导管架平台结构动力响应
    4.4 本章小结
第5章 深水导管架平台疲劳可靠性评估
    5.1 S-N曲线
    5.2 疲劳累积损伤准则
    5.3 海洋波浪的统计特性
    5.4 导管架平台结构应力参数的求解法
        5.4.1 分段连续型海浪谱作用下的疲劳累积损伤
        5.4.2 随机应力过程的统计特性
        5.4.3 窄带随机过程的应力参数
        5.4.4 宽带随机过程的应力参数
    5.5 结构疲劳寿命可靠度分析方法
    5.6 基于谱分析的结构疲劳可靠度计算
        5.6.1 谱疲劳分析工况及参数的选取
        5.6.2 谱疲劳寿命预估及可靠性分析
    5.7 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

四、强震作用下海洋桩基导管架型平台弹塑性动力响应分析(论文参考文献)

  • [1]基于耐震时程法强震下导管架平台动力响应分析[J]. 孙久洋,吕涛,陈国明,孙树峰,宋玉东,英豪. 振动与冲击, 2020(20)
  • [2]海上风电导管架基础循环弱化响应模拟[D]. 李威. 浙江大学, 2020(06)
  • [3]深水导管架平台轻量化技术研究[D]. 闫斌. 天津大学, 2020
  • [4]海洋平台导管架在撞击和地震极端工况下的结构动力响应分析[D]. 李非帆. 华中科技大学, 2020(01)
  • [5]新型抗震导管架力学特性研究[D]. 陈安龙. 大连理工大学, 2020(02)
  • [6]考虑桩—土—塔筒—叶片耦合的海上风机地震响应研究[D]. 周忠超. 太原理工大学, 2020(07)
  • [7]震后火灾作用下导管钢框架反应过程[D]. 杨龙龙. 兰州理工大学, 2020(12)
  • [8]深水海上风电三筒导管架基础结构优化与动力特性研究[D]. 赵婧一. 天津大学, 2019(01)
  • [9]基于向量式有限元的海上电气平台非线性动力分析[D]. 黄明哲. 天津大学, 2019(01)
  • [10]深水导管架平台结构动力响应分析及可靠性研究[D]. 徐鹏旭. 西南石油大学, 2019(06)

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强震作用下海上桩基导管架式平台弹塑性动力响应分析
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