BACKGROUND

在工程咨詢領(lǐng)域，工程師們經(jīng)常會(huì)遇到在很短的時(shí)間內(nèi)需要完成一些非常困難的、幾乎不可能完成的工作，因?yàn)榭蛻粝肟焖俚玫酱鸢?，工程師們必須在客戶預(yù)期之內(nèi)提供答案，這些來(lái)自客戶方的需求，讓工程師的壓力非常大。

這就是位于英國(guó)諾斯威奇DOCAN公司的工程師們的生活，他們專門從事能源行業(yè)大型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析。最近，DOCAN的工程師負(fù)責(zé)驗(yàn)證FPSO裝置（浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置）的改造，因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商希望在FPSO的一個(gè)模塊中安裝新的甲板貫穿件，但他們需要確認(rèn)與最初驗(yàn)證的設(shè)計(jì)相比，最新的設(shè)計(jì)變更將具有足夠的結(jié)構(gòu)能力。

圖：FPSO的典型示例。

CHALLENGE

FPSO分析任務(wù)的起點(diǎn)不是CAD幾何結(jié)構(gòu)，而是一個(gè)“孤立”的網(wǎng)格模型，即只有Nastran的.BDF文件，該文件是幾十年前在進(jìn)行原始設(shè)計(jì)驗(yàn)證和FPSO最初建造時(shí)進(jìn)行分析并存儲(chǔ)的。

DOCAN技術(shù)總監(jiān)Richard Carroll表示：“只有FE模型而沒(méi)有對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)幾何使得這項(xiàng)工作變得困難。在許多時(shí)候，由于進(jìn)行設(shè)計(jì)更改更加痛苦，從頭開(kāi)始反而變得更簡(jiǎn)單，但這必然會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，精力和金錢。歷史上，使用其他有限元分析前/后處理器設(shè)計(jì)變更需要，對(duì)有限元模型進(jìn)行重大更改并驗(yàn)證新設(shè)計(jì)，這是很難做到的。當(dāng)遇到此類需求時(shí)，我們沒(méi)有時(shí)間從頭開(kāi)始重建FE模型，因此我們需要一個(gè)替代方案，MSC Apex滿足了這一需求。我們只需簡(jiǎn)單地引入FE模型，并快速對(duì)其進(jìn)行修改。而且，由于我們沒(méi)有重新構(gòu)建整個(gè)模型，QA的驗(yàn)證和檢查周期是非常快速而直接的，比我們從全新的FE模型開(kāi)始要快得多。”

圖：一個(gè)典型的FPSO流程模塊的例子，它被插入到FPSO的頂部。

BACKGROUND

使用MSC Apex的“從網(wǎng)格生成幾何”工具，DOCAN的工程師能夠使用現(xiàn)有的FE模型，而無(wú)需從頭開(kāi)始。

圖：MSC Apex中的“從網(wǎng)格生成幾何”工具。它只需導(dǎo)入一個(gè)孤立的FE模型，就可根據(jù)現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)和單元重新創(chuàng)建幾何圖形。

MSC Apex可以引入一個(gè)沒(méi)有幾何圖形的孤立網(wǎng)格，從現(xiàn)有網(wǎng)格中逆向生成幾何圖形，然后允許使用所有相同的工具對(duì)模型進(jìn)行修改（例如：使用分割面工具來(lái)創(chuàng)建DOCAN客戶想要的甲板穿透），整個(gè)工作流就像CAD幾何圖形最初就存在一樣。不需要新的工具，DOCAN工程師就能夠熟悉和快速地完成結(jié)構(gòu)工作，從而節(jié)省時(shí)間。Richard 表示：“對(duì)于最終客戶來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)成本效益，而對(duì)于咨詢公司(例如，DOCAN)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)回頭客。每個(gè)人都贏了?！?span style="background-">

圖：插入FPSO頂部的典型FPSO工藝模塊示例。

ENDING

通過(guò)僅為需要的截面重新創(chuàng)建幾何圖形，F(xiàn)E模型的其余部分保持不變，從而節(jié)省了大量時(shí)間來(lái)檢查和驗(yàn)證新設(shè)計(jì)。由于原始分析中唯一發(fā)生變化的部分是增加了甲板貫穿件的區(qū)域，因此分析檢查和認(rèn)證的速度比從頭開(kāi)始構(gòu)建的全新FE模型快得多。

圖：原始的Nastran文件讀入到MSC Apex，并迅速修改和重新認(rèn)證。

這并不是Richard和他的團(tuán)隊(duì)分析的終點(diǎn)——事實(shí)上，這只是一個(gè)非常好的開(kāi)始。由于DOCAN是基于MSC One租賃的token系統(tǒng)的客戶，因此他們可以使用整個(gè)MSC One分析工具套件，包括世界級(jí)的非線性分析軟件Marc。Richard總結(jié)道：“MSC Apex與MSC的許多其他軟件無(wú)縫集成，意味著我們可以將注意力集中在任務(wù)本身上，而不必在解決當(dāng)前問(wèn)題之前先深入研究所有技術(shù)”。