ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、熱、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)于一體的CAE通用有限元分析軟件。詳細(xì)介紹了海洋環(huán)境載荷的基本理論及利用ANSYS軟件的強(qiáng)大功能對(duì)承受環(huán)境載荷的海上石油工程結(jié)構(gòu)物進(jìn)行力學(xué)特性計(jì)算的分析方法。主要括隔水導(dǎo)管結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)易平臺(tái)樁腿、樁土相互作用、單筒多井結(jié)構(gòu)及導(dǎo)管架結(jié)平臺(tái)等。結(jié)合實(shí)例詳細(xì)介紹了各種海洋石油結(jié)構(gòu)物的靜力、模態(tài)及動(dòng)力有限元分析過(guò)程。
1 緒論
1.1 ANSYS軟件概述
1.1.1 ANSYS的發(fā)展歷史
1.1.2 基本功能與分析過(guò)程
1.2 海洋石油工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 我國(guó)海洋石油發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 海洋結(jié)構(gòu)物的發(fā)展歷史及應(yīng)用背景
1.2.3 海洋石油工程的研究進(jìn)展
上篇 海洋結(jié)構(gòu)物ANSYS分析基礎(chǔ)理論
2 環(huán)境載荷理論基礎(chǔ)
2.1 海風(fēng)載荷
2.1.1 設(shè)計(jì)風(fēng)速
2.1.2 風(fēng)力表達(dá)式
2.2 海流載荷
2.2.1 海流分類
2.2.2 海流力計(jì)算
2.3 波浪力
2.3.1 波浪力分類
2.3.2 波浪力計(jì)算
2.4 海冰載荷
2.4.1 海冰載荷的研究方法
2.4..2 海冰力計(jì)算
2.5 地震作用
2.5.1 地震作用理論
2.5.2 ANSYS地震分析方法
2.6 本章小結(jié)
3 ANSYS結(jié)構(gòu)有限元分析基礎(chǔ)
3.1 海洋結(jié)構(gòu)物分析常見的ANSYS單元類型介紹
3.1.1 PIPEl6單元特性介紹
3.1.2 PIPE20單元特性介紹
3.1.3 PIPE59單元特性介紹
3.1.4 BEAM4.單元特性介紹
3.1.5 SHELL43單元特性介紹
3.1.6 COMBIN39單元特性介紹
3.1.7 SOLID415單元特性介紹
3.1.8 MASS21單元特性介紹
3.2 ANSYS結(jié)構(gòu)分析基本類型
3.2.1 結(jié)構(gòu)靜力分析
3.2.2 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
3.2.3 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
下篇 工程實(shí)例篇
4 鉆井隔水導(dǎo)管結(jié)構(gòu)靜力分析
4.1 鉆井隔水導(dǎo)管概述
4.1.1 隔水導(dǎo)管力學(xué)分析模型
4.1.2 隔水導(dǎo)管的ANSYS有限元分析步驟
4.2 工程實(shí)例：淺海水域隔水導(dǎo)管結(jié)構(gòu)靜力分析
4.2.1 前處理
4.2.2 求解計(jì)算
4.2.3 結(jié)果分析
4.3 波浪相位角搜索實(shí)例
4.3.1 基本過(guò)程
4.3.2 實(shí)例分析
4.4 本章小結(jié)
5 平臺(tái)樁腿與海底土相互作用模擬
5.1 樁土相互作用概述
5.2 P-y曲線理論
5.2.1 軟黏土中的P-y叫曲線
5.2.2 砂土中的P-y曲線
5.2.3 硬黏土中的P-y曲線
5.3 P-y曲線法的ANSYS實(shí)現(xiàn)
5.4.工程實(shí)例：平臺(tái)樁土相互作用分析
5.4.1 前處理過(guò)程
5.4.2 靜力求解計(jì)算
5.4.3 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
5.5 本章小結(jié)
6 隔水導(dǎo)管抗冰極限承載力分析
6.1 隔水導(dǎo)管結(jié)構(gòu)概述
6.2 工程實(shí)例：隔水導(dǎo)管抗冰極限承載力彈塑性分析
6.2.1 模型簡(jiǎn)化
6.2.2 前處理
6.2.3 求解計(jì)算
6.2.4 結(jié)果分析
6.3 本章小結(jié)
7 單筒三井簡(jiǎn)易平臺(tái)樁腿結(jié)構(gòu)力學(xué)分析
7.1 單筒三井結(jié)構(gòu)概述
7.2 工程實(shí)例：?jiǎn)瓮踩Y(jié)構(gòu)平臺(tái)樁腿動(dòng)力分析
7.2.1 模型建立
7.2.2 靜力分析求解
7.2.3 動(dòng)力分析
7.3 本章小結(jié)
8 深水隔水導(dǎo)管與導(dǎo)向孔相互作用分析
8.1 隔水導(dǎo)管導(dǎo)向孔簡(jiǎn)述
8.2 工程實(shí)例：某油田隔水導(dǎo)管與導(dǎo)向孔相互作用研究
8.2.1 模型建立
8.2.2 靜力分析
8.2.3 占構(gòu)模態(tài)分析
8.3 本章小結(jié)
9 導(dǎo)管架平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)分析
9.1 平臺(tái)整體模型建立
9.1.1 工程實(shí)例基本數(shù)據(jù)
9.1.2 導(dǎo)管架平臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
9.1.3 平臺(tái)幾何模型的建立
9.1.4 平臺(tái)有限元模型劃分
9.2 波流耦合作用下導(dǎo)管架平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)靜力分析
9.2.1 波流耦合力極值
9.2.2 結(jié)構(gòu)整體靜力分析
9.2.3 靜力結(jié)果分析
9.3 導(dǎo)管架平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
9.3.1 結(jié)構(gòu)模態(tài)計(jì)算
9.3.2 觀察模態(tài)分析結(jié)果
9.4 波浪作用下平臺(tái)結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動(dòng)力分析
9.4.1 瞬態(tài)動(dòng)力分析
9.4.2 動(dòng)力分析結(jié)果處理
9.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
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