[发明专利]自升式平台总强度分析模型中用于调配重量和重心的方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程中在设计阶段利用有限元模型进行结构分析时所需重量、重心调配方法的改进。

背景技术

如图1所示，自升式平台共有三条桩腿1，由这三条桩腿1支撑的平台主体部分称为主船体3。每条桩腿周围都有3根竖直的梁2与桩腿相连接，并且以桩腿的约束点A为中心呈等边三角形分布。这3根梁作为平台结构的一部分在设计中是预先确定的。图1中，A为三条桩腿的约束点，标号1为三条桩腿，标号2为设置质量球的竖直梁，标号3为主船体，标号4为质量球。在现实设计中，通常以桩腿直立的垂直方向为Z轴，桩腿底平面为XY平面建立坐标系，因此，现实设计中的主船体重心坐标和桩腿约束点坐标是已知的，并且在设计阶段主船体的重量也是已知的。

在自升式平台总强度分析有限元模型中，主船体的重量和重心需要通过分布在三条桩腿周围竖直梁上的质量球来模拟实现（软件模拟中的情况）。如，在海洋工程界领先的结构分析软件SESAM中，在建立有限元模型进行总强度分析时，正是以质量球来调配自升式平台主船体的重量和重心。

在自升式平台的设计中，由于设计经常发生改动，因此导致主船体的重量和重心经常变化。而在总强度分析建立有限元模型时，为了得到准确的计算结果必须保证总强度分析模型中主船体的重量和重心与现实设计中的主船体重量和重心相一致。因此必须通过调配质量球的质量来达到现实设计的主船体重量和重心。以往都是通过人工凭经验改变质量球的重量来试凑出主船体的重量重心，经常要试凑十几次甚至几十次，效率很低、准确度差，调配出的主船体重量重心结果往往不能与现实设计的主船体重量重心准确相等，从而导致总强度分析结果不准确，为平台的安全埋下隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明在海洋工程设计阶段利用有限元模型进行结构分析时按照现实设计的主船体重量和重心坐标来设定平台各桩腿分担的主船体重量，从而调配总强度分析模型重量和重心坐标。旨在提高调配效率和准确度，从而解决人工试凑重量和重心效率低下、准确度差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种自升式平台总强度分析模型中用于调配重量和重心的方法，将用于模拟现实设计中主船体的重量和重心的质量球设定在自升式平台三条桩腿各自以约束点为中心呈等边三角形分布的三个竖直梁上；每一质量球的垂向位置与现实设计中主船体的重心垂向位置相同。此外，每一质量球的具体重量按如下方式获得: