Технологии
Использование программного комплекса ansys при проектировании объектов освоения шельфа
2
Павел Семенович Карпов, Вадим Иванович Кузьменко, ЦКБ «Коралл»
ЦКБ «Коралл» выполняет значительный объем работ по проектированию корпусов объектов освоения шельфа, в том числе морских ледостойких стационарных платформ (МЛСП), самоподъемных буровых установок (СПБУ), а также комплексов сооружений, предназначенных для обустройства месторождений углеводородного сырья в различных регионах мира на различных глубинах моря. В большинстве случаев такие установки представляют собой сложные пространственные сооружения, состоящие из опорной конструкции, несущего корпуса и многоярусного верхнего строения, включающие как стержневые, так и плоскостные конструктивные элементы в самых различных соотношениях. Вся установка и отдельные ее модули противостоят нагрузкам, вызываемым воздействиями окружающей среды (волнения, ветра, течения, сейсмоактивности и др.), а также самым разнообразным по величине, направлению и динамическим характеристикам нагрузкам, связанным с функционированием установки. Следует отметить, что помимо расчетов прочности конструкций корпуса установки на нагрузки и их сочетания, характерные для этапа эксплуатации платформы, при проектировании рассматриваются также фазы строительства на заводе, транспортировки к месту эксплуатации и установки на точку эксплуатации. Во всех случаях основной задачей расчетов прочности является обеспечение надежности и долговечности металлоконструкций корпуса при оптимальных затратах на материалы, изготовление и эксплуатацию. Успешному решению поставленных задач при проектировании сложных объ-
www.ansyssolutions.ru
ектов в настоящее время способствует широкое применение метода конечных элементов (МКЭ), реализованного в различных программных комплексах (ПК), в том числе и в ПК ANSYS. В настоящей статье изложен опыт использования ПК ANSYS для выполнения расчетов прочности металлоконструкций, в частности для решения вопросов обеспечения прочности при морской транспортировке и при подъеме модулей-тяжеловесов в условиях заводастроителя. Примером решения первой проблемы является выполнение комплекса расчетов прочности узла соединения основных несущих конструкций опорного основания платформы (понтонов, колонн и раскосов) при действии нагрузок, возникающих при перегоне объекта на точку эксплуатации с применением транспортного понтона (ТП). Использование ТП обусловлено особенностями навигации на маршруте перегона. Платформа представляет собой сложное пространственное сооружение, основными элементами которого являются понтоны, колонны, соединительные раскосы, ледовое ограждение и многоярусное верхнее строение. Общий вид платформы представлен на рис. 1, основные конструктивные элементы и ТП в виде конечноэлементной модели — на рис. 2. ТП подводится под горизонтальные поперечные раскосы, через которые дополнительные силы поддержания передаются на платформу. Усилия взаимодействия платформы и ТП воспринимаются шестью бортовыми опорными фундаментами, установленными на относительно гибких горизонтальных раскосах 25 шп., 77 шп. и 129 шп., и двумя фундаментами в ДП на горизонтальных раскосах 25 шп. и 129 шп. Последние соединены с конструкциями ледового ограждения платформы.
ANSYS Solutions. Русская редакция | Весна 2008