海洋結構
關注創建者：CAE小牛 創建時間：2016-12-01
海洋結構的視頻教程
SACS 在海上風機基礎結構設計中的應用
SACS現在已經成為全球大多數海洋結構工程師的主要分析工具，同時全球幾乎所有能源公司都指定其工程公司在海上結構的全生命周期內使用SACS軟件。在風電行業，SACS的專業風機設計模塊能幫助用戶大幅縮短設計周期，快速優化結構重量以滿足規范需求，進而降低整個風電場的設計成本。
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海工遠程學第四期——在SACS中利用Joint或Joint mesher進行節點網格劃分1
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Bentley 海工遠程學第七期 —— SACS 模型與其他三維軟件數據的格式交互
使用SACS對海洋結構節點進行疲勞設計 ?? 以及2-5期的課程相關視頻演示例子文件 http://bentleysystems-cn.mikecrm.com/betqE8A（ios客戶端如出現二維碼無法顯示，或鏈接無法正常跳轉的情況，請嘗試用電腦端登錄查看，或直接發送資料申請郵件至Jae.Xing@Bentley.com）
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海洋結構的實例教程
海浪對海洋結構的疲勞分析
海浪引發的海洋結構疲勞問題是海洋工程必須考慮的問題。尤其是海洋石油鉆井平臺，其長期遭受海浪的周期性循環載荷，最終導致疲勞裂紋的形成，生長并最終破壞。其主要思路和其他高周疲勞計算相似，結合S-N曲線并利用miner線性損壞疊加的思路，獲得疲勞壽命。如下：
對于頻率域的疲勞計算，其思路也基本類似，利用其模態分析和諧響應分析獲得其熱點處的應力變化幅值，從而結合實際海浪和材料S-N曲線，計算其疲勞壽命。
對于海浪的處理是一大關鍵，如何有效的獲得該海域的風浪載荷，考驗著疲勞分析工程師。現在較普遍的做法是，利用統計的方法，把復雜的海浪離散成不同頻率和浪高的事件。
當前海洋結構疲勞設計主要的難點有以下幾點：
1，目前的數據是由較小尺寸焊接獲得的，而海洋工程是大尺寸焊接接頭；
2，海洋工程是大尺寸焊接頭復雜且高強度鋼的應用，疲勞改善更需要實驗數據支持；
3，設計規范允許適當的焊接欠缺，其疲勞改善的效果缺乏計算和實驗數據支持；
4，卻反疲勞改善工藝的質量控制標準和規范；
5，設計和制造過程中，需要考慮疲勞載荷增加的儲備問題是建立在經驗基礎上的，缺乏有力的理論和數據基礎；
文章來源微信公眾號：FESIM有限元分析
展開 在海洋結構物設計中，水深是最基本的環境要素之一，在一定程度上決定著結構物的分類及相應的設計方法。
海洋結構物所在海域水深一般由工程地質勘察單位提供。水深通常是相對于某個基準面的數值，API RP2 MET（2014）規范取平均海平面(M.S.L, mean sea level)或最低天文潮（LAT, lowest astronomical tide）為基準面。之所以選擇基準面，是由于長周期的潮汐現象會帶來海面水位的升降變化，由此會引起不同時刻測量同一點的水深是不相同的，從而影響海洋工程結構物，特別是近岸結構物的設計。
平均海平面，是在一定時間間隔內對海面觀測潮位高度取的平均值，可看作是消除了海洋各種隨機振動和各種周期性波動后得到的理想海面。平均海平面可通過設置驗潮站，對該處水位進行長期的連續觀測記錄后計算得到。由于平均海平面隨時間和地點會發生變化，無法全球統一，因此各個國家通過選擇適合本國國情的驗潮站，用長期驗潮資料確定一個作為自己國家零高程面的平均海平面。1987年5月起，我國開始采用“1985國家高程基準”作為大地高度的起算面，其平均海平面系以青島驗潮站在1952-1979年期間的驗潮觀測記錄數據作為依據計算確定的黃海平均海平面。
在水深測量或編制海圖時，通常采用低于平均海平面的一個面作為海圖深度基準面。海圖是供航海使用的一種專用地圖，在海圖上比較詳細地標繪注有各種與航海有關的材料，如海岸、港灣的形狀，島嶼、障礙物、礁石、淺灘的位置，助航標志的位置等。海圖水深基準面，即海圖及各種水深資料所載水深的起算面，又叫深度基準面。我國1956年以后采用理論深度基準面，即理論上的最低低潮位作為深度基準面，這樣海圖上標注的一般比實際水深小，實際水深等于海圖水深加潮高，有利于保證船舶航行安全。
展開 【摘要】本文主要分析了船舶與海洋工程結構的極限強度，探討了在船舶與海洋工程中，結構強度方面需要關注的要點，希望通過論述，可以為船舶與海洋工程相關人員研究結構強度提供參考。
【關鍵詞】船舶；海洋工程；結構；強度
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
一、前言
目前，對船舶與海洋工程結構極限強度的研究還較少，小部分的研究也局限于研究一般性的結構強度，因此，分析船舶與海洋工程結構極限強度非常有必要，這是進一步了解其結構強度的必要工作。
二、船體結構極限強度概述
船舶與海洋工程結構物在其全壽命周期內可能遭受各種各樣的載荷和變形，包括常規載荷、極限載荷或意外載荷。所以，在結構設計中應充分考慮這一因素，要更合理地考慮其安全性。
傳統的船舶設計是采用許用應力設計法(ASD法)，即在線彈性理論基礎上，船體總縱強度是通過甲板(或船底處)的彈性應力與許用應力比較來進行評估，許用應力通常取為材料屈服強度的若干百分數。這種方法與名義垂向波浪彎矩一起使用時，對于常規船型具有一定的有效性。然而，并不能使人們獲得清晰的船體強度的概念，更不能真實反映出船體結構的實際破壞的全過程。因此，ASD應用于非常規船型設汁是不能令人滿意的。
總縱彎曲下的船體損壞實質上是一個漸進的過程。當船體梁斷面上某一個最弱的構件因屈服、屈曲或兩者的某種組合發生損壞而不能有效承擔載荷時，將使船體剛度減少，但由于其他構件仍可承載，包括失效構件轉嫁來的載荷，因此船體梁仍能承載。基于船體結構極限強度所確立的“限制狀態”設計方法，比線彈性設計方法增加了安全性和經濟性。極限強度的影響參數研究對于估算船體結構的可靠性是必要的。對于像船體這樣復雜的結構，在確定設計衡準和所期望的統計中，所需的大量經驗數據不可能輕易地獲得。
展開 SACS V5.7 力促信息移動化的提升
SACS 軟件用于各種海洋工程結構的結構分析和設計，是 Bentley 海洋產品系列的一部分。據L&T-Valdel 的結構專業負責人 Sharad Jain 表示，“在當前的行業發展態勢下，有效的成本管理是保持競爭力和可持續性的唯一法寶。工程軟件已成為縮短工程周期和實現預期效果的主要工具。而 SACS則是進行海洋工程結構設計的首選軟件。”
SACS V5.7 在與 ProjectWise 項目交付解決方案集成的同時，增強了與 MOSES 和 AutoPIPE 的集成，由此提升了信息移動化，對分布式的海洋工程用戶大有幫助。
Bentley 負責海洋工程和船舶業務的公司副總裁 Phil Christensen 表示，“我們的海洋工程用戶幾乎都是遍布各地的工程團隊。在此版本中，我們將 ProjectWise 的協作功能集成到 SACS 中以方便共享 SACS 項目文件。”
雙劍合璧，Bentley為海洋工程結構設計提供完整的解決方案
最新版本的 SACS 實際上是對MOSES的重大升級，包括增強與 MOSES 的互操作性以及與管道載荷管理軟件AutoPIPE的集成。這些功能，使海洋結構工程、船舶建造，以及各個分散的團隊和辦事處之間實現了SACS 項目文件的共享，并在項目內部及場地之間保持數據的順暢流動。
Dockwise負責全球工程的信息協調員 Ian Emery 表示，“作為海洋行業中的開拓者，我們多年來一直使用 SACS 和 MOSES。在孟加拉灣的 SHWE 油田開發項目中，我們從技術上大幅縮短了海上安裝時間，這為客戶節省了大量成本，也正因此工程軟件在本項目中的完美運用獲得了贊揚。
展開 如果沒有有效的腐蝕防護措施, 海洋工程設施在幾年內就會因腐蝕而嚴重破壞。因此, 認識海洋腐蝕防護的重要性, 并大力發展海洋工程設施專用防腐材料, 推進海洋工程設施的全壽命周期維護, 具有極其重要的經濟價值和社會意義。然而, 我國海洋工程的防腐措施薄弱, 亟需加強腐蝕保護。
3海洋腐蝕防護技術的研究進展與發展趨勢
海洋工程構筑物大致分為: 海岸工程 ( 鋼結構、鋼筋混凝土) 、近海工程 ( 海洋平臺、鉆井、采油、儲運) 、深海工程 (海洋平臺、鉆井、采油、儲運) 、海水淡化、艦船 ( 船體、壓載艙、水線以上) , 簡稱為船舶與海洋工程結構。船舶與海洋工程結構的主要失效形式包括: 均勻腐蝕、點蝕、應力腐蝕、腐蝕疲勞、腐蝕/磨損、海生物 (宏生物) 污損、微生物腐蝕、H2S與CO2腐蝕等等。控制船舶和海洋工程結構失效的主要措施包括: 涂料 (涂層) 、耐腐蝕材料、表面處理與改性、電化學保護 ( 犧牲陽極、外加電流陰極保護) 、緩蝕劑、結構健康監測與檢測、安全評價與可靠性分析及壽命評估。
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為何SACS軟件是行業首選？4個月前
SACS在其中扮演的角色，值得每一位海洋結構工程師深入了解與掌握。
筆者點評：該案例展現了產品在民用高端裝備領域的應用價值，其自動化建模流程為海洋工程復合材料結構設計提供了高效解決方案。
案例三：汽車制造——短纖維注塑件性能精準把控。某頭部汽車零部件企業在研發發動機進氣歧管時，采用短纖維增強塑料材料，面臨的核心問題是注塑過程中纖維取向不均導致的局部性能波動。
航空工業（機身、驅動部件、氣動部件等）
汽車（底盤部件、空氣動力部件）
大型車體（火車、卡車和公共汽車）
海洋（船體結構）
風力渦輪機（轉子葉片）
運動器材
基礎設施和建筑物（建筑物維修、玻璃鋼橋梁）
醫學工程（假肢，X光片）
復合材料的應用領域有哪些？
wx_fmt=gif&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1" alt="圖片"></p><p>5月21日-23日（周三-周五），<strong>海洋結構分析通用軟件SAM「二次開發」技術公開培訓課</strong>報名通道已開啟（詳見海報）。
常用于解決復雜的固體力學和結構力學問題，如海洋工程結構分析、水下沖擊分析、柔體多體動力學分析等。
Altair：在航空航天和汽車等行業應用較多，常用于靜態分析、多體動力學分析、復雜幾何建模。在航空航天領域，可用于飛機結構和發動機組件的設計；在汽車行業，可用于汽車結構分析、碰撞模擬等。
在深海科學研究中，ROV 可以攜帶各種科學儀器，深入數千米的深海海底，對海底地形、地質結構、海洋生物等進行詳細的觀測和采樣。在海洋油氣開發領域，ROV 能夠在深海油氣平臺周圍進行水下管道檢查、維修作業，確保油氣輸送的安全和穩定。
自主水下機器人（AUV）：自主水下機器人無需電纜連接，能夠依靠自身的智能導航和控制系統自主執行任務。
適用領域：航行體入水沖擊，船舶砰擊，海洋結構物漂浮等領域。ST
（ANSYS）
第21講海洋結構（MATLAB）
第22講海洋結構物（后處理）
第8節：項目5-二維格構結構
第23講二維輔助網格（ANSYS）
第24講二維輔助格（MATLAB）
第25講2D輔助格（后處理）
第9節：項目6-三維格構結構練習
第26講3D輔助格-練習
第10節：項目7——應力和應變計算
數值水池的下一步任務
數值水池下一步的任務應是：面向船舶與海洋結構物設計對真實、復雜海洋環境中綜合/耦合水動力性能預報、評估的需求，開發復雜水動力學響應的虛擬試驗模塊（如船舶波浪中快速性、波浪中操縱性等），并提供相應的應用服務；此外，開展實尺度船舶“數值航行”以及實尺度海洋結構物在真實海洋環境中載荷與響應的虛擬試驗技術開發
[7] 曲海富．海洋工程防爆墻結構有限元分析[D]．天津：天津大學，2007.
[8] 王利．滑軌式和升降式康復輔助洗浴器具的浴槽結構設計與研究[D]．天津：天津科技大學，2012.
[9] 李蕾．綠色營銷概論[M]．甘肅：蘭州大學出版社，2009.
[10] 陳玉，胡蘭芳，宋建華．卡扣裝配受力有限元分析及結構改進[J]．日用電器，2013(6):39-42.
