1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

本文主要研究思路是根据相关DNV规范，通过运用GeniE有限元软件建立有限元模型并对其进行数值模拟分析的方法，同时应用SESAM软件中的XTRACT结果处理模块对最终模拟结果进行处理，验证导缆孔结构及其周边区域在不同情况的系泊载荷作用下的结构强度是否满足工程需要。主要内容分为以下几个部分：

（1）以导缆孔及其周边结构和与其连接的立柱结构为基础建立有限元模型，同时为了使得分析结果更明确直观，在进行网格划分时将模型划分为3个区域。

（2）对有限元模型施加载荷，一共有19种不同工况，并根据XTRACT所示模拟结果中的应力云图进行分析。

（3）对划分出的网格区域分别进行屈服情况检验。

（4）对结构进行屈曲情况的计算和检验。

第二章研究的理论依据

2.1概要

有限元分析是本文进行研究分析与基础设计的基础方法，本文通过建立有限元模型并对其进行数值模拟来获得系泊缆承受最大断裂载荷时所受到的应力。本文分成三个区域建立有限元模型：

（1）靠近导缆孔结构的区域（对应于后文区域1）；

（2）距离导缆孔结构较远的区域（对应于后文区域2）；

（3）上述两个区域之间过渡的区域（对应于后文区域3）。导缆孔结构的相关要素将通过对有限元模型的数值模拟分析来进行验证和收集，而

柱壳单元的相关要素则通过结合有限元分析得出的应力结果与经过全局分析得出的极限状态应力得出。

其中，应用于屈服情况计算的利用系数（UtilizationFactor）如下图所示：

表2-1屈服情况利用系数

结构部分 利用系数

网格区域2和区域3 0.34

网格区域1--内部元件 >1*

网格区域1--外部元件 >1*

柱壳单元 0.87

*支架的自由边，那里有足够区域用来重新分配应力

应用于屈曲情况计算的利用系数如下图所示：

表2-2屈曲情况利用系数

结构部分 利用系数

内部托架 0.6

外部托架--位于导缆孔结构下方 0.4

外部托架--位于导缆孔结构上方 0.66

柱壳单元 0.97

而在这里我们假设，针对于局部结构进行计算和设计时，可以忽略来自整体变形产生的应力。同时，文中计算会应用到负载抵抗力设计方法（LoadResistanceFactorDesign），此方法根据相关DNV规范[11]得来。该方法简述如下：如果设计负载对结构产生的影响（Sd）不超过设计的结构抵抗力对结构产生的影响（Rd），则结构元件的安全等级被认为是满足实际要求和需要的，即SdRd（当SdRd时，被定义为极限状态）