基于向量式有限元的海上电气平台非线性动力分析

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为了探究海上电气平台在不同工况下的响应规律,本文基于向量式有限元方法,对海上电气平台结构进行了有限元模拟与非线性动力分析。本文的主要研究内容以及结论如下:
  首先,本文对向量式有限元理论进行了调研,并基于算例验证了其可行性与准确性。编写了向量式力学计算软件VFOSP。该软件具备有限元计算的基本功能,实现了有限元软件计算方法的创新。
  其次,本文使用计算软件对某海上电气平台进行了重力荷载工况与环境荷载工况的计算。向量式有限元软件计算结果与传统有限元计算结果相比误差大部分在5%以内,部分结果存在15%以内的相对误差,但其绝对误差保持在2mm以内,可以证明其可行性与准确性。
  最后,本文使用计算软件对地震工况进行了计算,证明了向量式有限元可以有效地模拟平台结构及其在地震工况下的响应。计算结果与SACS计算结果进行了比对,结果峰值误差在8%以内。对计算结果进行分析得到了该海上电气平台结构在地震工况下位移响应与应力的分布规律。同时研究了加载方向、阻尼系数与加载方式对计算结果的影响,结果显示X方向的地震荷载对结构影响更大,阻尼对位移响应的幅值产生影响,加速度加载方法的适用性大于位移加载方法。
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