FPSO整船有限元模型的瞬态动力分析

摘要

FPSO是英文Floating Production Shortage and Ofloading的缩写,中文译为浮式生产、储油、卸油船.相对于浅海和滩涂地区,深海油田作业环境恶劣,在许多情况下,FPSO已成为拓展海洋油气开采活动中唯一经济的方法. 本文主要是利用ANSYS有限元软件针对FPSO整体模型进行时间历程分析,其中包括对FPSO整体模型的优化,利用ANSYS中提供的子结构对FPSO整体模型进行简化,利用模态分析计算出模型的各个振型,最后利用模态叠加法进行时间历程分析,计算出模型各个时间点的动力响应. 本论文主要针对大规模FPSO整体模型在工作状态的动力响应进行分析. 我所引用的FPSO模型包括264600个单元, 207028个节点,所以这个模型的规模是很大的. 我所做的工作具体包括: 1.FPSO整体模型的优化:由于模型部分单元形状不符合ANSYS的要求,所以要对模型进行修改,使其满足ANSYS的求解要求. 2.运用子结构理论对本模型的计算过程进行简化:选取子结构,然后将子结构装配在整体模型中进行试运算. 3.运用模态叠加法对FPSO整体模型进行时间历程分析:对整体模型进行模态分析,然后进行模态综合,而后对各个时间点FPSO的瞬态动力响应进行比较和分析. 具体包括:进行模态分析,进行瞬态动力分析,而后在后处理中提取分析数据. 结论：运用ANSYS中的模态叠加法对FPSO整体模型进行瞬态动力分析是可行的,结果是可靠的.

目录

文摘

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第一章概述

1.1问题的提出及研究的意义

1.2国内外发展概况

1.3本文研究的内容

第二章有限元分析的基本原理及所使用单元的特性

2.1基本原理

2.1.1概述

2.1.2基本原理

2.2所使用单元的特性

2.2.1 LINK8单元描述

2.2.2 Beam4单元描述

2.2.3 Shell63单元描述

2.3本章小结

第三章模型优化和子结构试算

3.1模型的优化

3.2子结构的试算

3.2.1子结构基本原理

3.2.2超单元的选取

3.3本章小结

第四章运用模态叠加法对FPSO整体模型进行时间历程分析

4.1瞬态动力分析基本原理

4.1.1模态分析基本原理

4.1.2模态叠加法基本原理

4.2对模型进行瞬态动力分析

4.2.1模型的调平

4.2.2对模型进行模态分析

4.2.3利用模态叠加法对模型进行瞬态动力分析

4.3本章小结

第五章对瞬态动力分析的结果进行后处理

5.1用POST1对结果进行后处理

5.2利用POST26对模型计算结果进行后处理

5.3本章小结

第六章结论

6.1结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢