ANSYS軟件是融結構、流體、熱、電場、磁場、聲場于一體的CAE通用有限元分析軟件。詳細介紹了海洋環(huán)境載荷的基本理論及利用ANSYS軟件的強大功能對承受環(huán)境載荷的海上石油工程結構物進行力學特性計算的分析方法。主要括隔水導管結構、簡易平臺樁腿、樁土相互作用、單筒多井結構及導管架結平臺等。結合實例詳細介紹了各種海洋石油結構物的靜力、模態(tài)及動力有限元分析過程。
1 緒論
1.1 ANSYS軟件概述
1.1.1 ANSYS的發(fā)展歷史
1.1.2 基本功能與分析過程
1.2 海洋石油工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 我國海洋石油發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 海洋結構物的發(fā)展歷史及應用背景
1.2.3 海洋石油工程的研究進展
上篇 海洋結構物ANSYS分析基礎理論
2 環(huán)境載荷理論基礎
2.1 海風載荷
2.1.1 設計風速
2.1.2 風力表達式
2.2 海流載荷
2.2.1 海流分類
2.2.2 海流力計算
2.3 波浪力
2.3.1 波浪力分類
2.3.2 波浪力計算
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
3 ANSYS結構有限元分析基礎
3.1 海洋結構物分析常見的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結構分析基本類型
3.2.1 結構靜力分析
3.2.2 結構模態(tài)分析
3.2.3 瞬態(tài)動力學分析
下篇 工程實例篇
4 鉆井隔水導管結構靜力分析
4.1 鉆井隔水導管概述
4.1.1 隔水導管力學分析模型
4.1.2 隔水導管的ANSYS有限元分析步驟
4.2 工程實例：淺海水域隔水導管結構靜力分析
4.2.1 前處理
4.2.2 求解計算
4.2.3 結果分析
4.3 波浪相位角搜索實例
4.3.1 基本過程
4.3.2 實例分析
4.4 本章小結
5 平臺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實現(xiàn)
5.4.工程實例：平臺樁土相互作用分析
5.4.1 前處理過程
5.4.2 靜力求解計算
5.4.3 結構模態(tài)分析
5.5 本章小結
6 隔水導管抗冰極限承載力分析
6.1 隔水導管結構概述
6.2 工程實例：隔水導管抗冰極限承載力彈塑性分析
6.2.1 模型簡化
6.2.2 前處理
6.2.3 求解計算
6.2.4 結果分析
6.3 本章小結
7 單筒三井簡易平臺樁腿結構力學分析
7.1 單筒三井結構概述
7.2 工程實例：單筒三井結構平臺樁腿動力分析
7.2.1 模型建立
7.2.2 靜力分析求解
7.2.3 動力分析
7.3 本章小結
8 深水隔水導管與導向孔相互作用分析
8.1 隔水導管導向孔簡述
8.2 工程實例：某油田隔水導管與導向孔相互作用研究
8.2.1 模型建立
8.2.2 靜力分析
8.2.3 占構模態(tài)分析
8.3 本章小結
9 導管架平臺整體結構分析
9.1 平臺整體模型建立
9.1.1 工程實例基本數(shù)據(jù)
9.1.2 導管架平臺結構特點
9.1.3 平臺幾何模型的建立
9.1.4 平臺有限元模型劃分
9.2 波流耦合作用下導管架平臺整體結構靜力分析
9.2.1 波流耦合力極值
9.2.2 結構整體靜力分析
9.2.3 靜力結果分析
9.3 導管架平臺整體結構模態(tài)分析
9.3.1 結構模態(tài)計算
9.3.2 觀察模態(tài)分析結果
9.4 波浪作用下平臺結構瞬態(tài)動力分析
9.4.1 瞬態(tài)動力分析
9.4.2 動力分析結果處理
9.5 本章小結
參考文獻
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