成橇设备吊装应力分析研究.pdf

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1、广场成橇设备吊装应力分析研究武震华赵崇卫张艳春罗超(中国海洋石油工程股份有限公司天津市300451)一设备底橇【摘要】根据成橇设备的吊装情况，运用ANSYS软件对同．采用不同形式吊点设计，进行了应力分析对比，分析吊点筋板和腹板的作用。分析结果为底橇吊点设计提供了参考，从而更好地保证底橇设计的经济性和安全性。【关键词】底橇ANSYS吊点受力分析随着石油T程的快速发展，生碰撞的现象，容易对设备遭成该底撬设有对称的四个吊点，尤其是在海洋平台设计过程中，损伤。为避免钢绳与设备发生碰吊点选用16mm厚的钢板，其两侧大多数设备都南厂家成橇供应，撞，通常采取如图1所示的吊装方加8mm厚的补

2、强环板构成，其材质所有设备在运输和安装过程中都式为Q一235A(其材料特性杨氏模量，该吊装方式能够较好地保证取为E=210000N=0．3，密度需要考虑设备吊装问题，泊松比。因此，吊钢绳与底橇问相互垂直，这样不-’点的设计是否合理仅能够避免钢绳与设备直接相互P=7．85XlO％~mmo，能否满足吊装要求，显得尤为重要。如何对吊接触，而且还能够很好的改善吊点进行优化设计，保证设备吊装点处的受力情况。2．1吊点模型及其网格划分的安全，在海洋平台建造过程中为了更好地分析吊点受力，具有重要的意义。2吊点处受力分析一1成橇设备吊装简介本文以惠州25—3／l项目中重40吨的生产分离器的底

3、撬为研在成橇设备的底橇设计中，究对象，该分离器底橇长度为设备的底橇通常设有两组对称的10m，宽度为3．4m。底橇的主框架吊点，在设备的吊装过程中如果是由丁字钢焊接而成，底橇表面直接通过钢绳与橇座的吊点相连，铺有花纹钢板并设有格栅地漏，通常情况下会出现钢绳与设备发内部设有排污管线。武震华(1980一)工程师。长期从事海洋石油工程方面的工作。=，8friBmfEm~i]2009．05本文通过建立两种模型对吊点受^N力进行分析，一种是不加任何筋。⋯，Il：。板和腹板情况，另一种是在吊点两侧分别加筋板，并且在吊点附近的底橇主框架上内外加腹板。模型采用Solid45单元进行建模，在运用

4、实体模型进行分析的过程中，网格的划分非常关键，相同的模型采用六面体网格划分的计算结果要远优于采用四面体网格划分的计算结果。为使计算精确，避免尖角和不规则网格的出现，在对模型进行网格划分之前，模型局部进行了多次的切割和粘合处理，最终实现模型网格划分全部采用六面体网格，并且根据受力情况对网格局部进行细化，带筋板和腹板的模型和网格划分情况如图2所示。2．2吊点约束及载荷两种模型都采用相同的约束方式和载荷施加方式，并把约束和载荷都施加到有限元节点上。吊点分析主要关注吊耳局部受力情况，_T字梁的受力可以通过框架的整体受力进行分析，因此将工字梁三个端面的所有节点Ux、uY和UZ三个方向的

5、自由度全部进行约束。载荷的大小根据分离器的成橇重量，取1．6倍的安全系数，平均分配到四个吊点上，则每个吊点所施加的载荷为156．8KN，将该载荷以余弦力的形式施加到吊点模型有限元节点上。考虑实际2．3计算结果分析点施加载荷的圆弧半径附近，并吊装工况，在竖直力的基础上施无筋板模型局部最大应力为且是在应力集中的情况下产生的，加了5％的与吊耳平面垂直的水平164．167MPa，最大变形为0．8650mm。由于模型未考虑实际焊接中焊缝方向力，具体施加力的情况如图3带筋板模型局部最大应力为的圆弧半径，参考钢制压力容器所示224．132MPa，最大变形为0．分析设计标准，吊装设计的计算5

6、941mm。考虑最大应力都是在吊结果只需小于材料3倍的设计应力o0。．。。石油和化工设备I9(2)模型计算施加载荷需要考虑水平方向力，其大小根据吊装方案确定，建议在吊装过程中尽量保证钢绳保持竖直方向；(3)吊点设计尽量选择合适的钢板材料，从而在不加筋板的情况下就能够满足吊装的应力要求；(4)若在必须加筋板的情况下，一定要注意筋板与结构梁之间的焊接，避免吊装过程中由于应力集中产生焊缝开裂；(5)吊点附近所加腹板可以起强度即可以认为结果合理。吊点点附近型钢受力的作用，加腹板到对结构框架受力优化的作用。的变形没有相关标准要求，并且后吊点附近型钢受力大大降低。通过运用ANSYS对两种

7、吊点成橇设备吊装次数在整个设备寿模型受力分析，发现了吊装过程命周期内很少，只要吊点不产生3结论及建议和吊点设计中应该避免和注意的过大变形都可以认为满足要求，问题，为今后吊点的优化设计，保因此，该计算结果表明两种吊点(1)吊点模型网格划分应尽量证橇装设备吊装的安全，起到了的设计都能够满足使用要求。采用六面体网格；重要的作用。豳对比两个模型的受力云图可知，吊耳两侧处筋板对吊耳根部受力有明显的缓解作用，同时加⋯张建勇。徐田甜．番禺30—1气田钻机DES模块吊装强度分析『J1．筋板后吊点两侧所附环板受力也石油工