一种海上升压站导管架平台轻量化优化方法与流程
技术特征：
1.一种海上升压站导管架平台轻量化优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的海上升压站导管架平台轻量化优化方法，其特征在于：还包括一种抗冰设计，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的海上升压站导管架平台轻量化优化方法，其特征在于：步骤s1中，根据该升压站的设计图纸，使用ansys软件建立其三维有限元模型；
4.根据权利要求1所述的海上升压站导管架平台轻量化优化方法，其特征在于：本发明中材料为dh36高强度钢，密度为7850kg/m³，弹性模量为206gpa，泊松比为0.3；
5.根据权利要求1所述的海上升压站导管架平台轻量化优化方法，其特征在于：步骤s3中，在静力分析的过程中，ansys系统会自动计算结构的重力，通过均布力的形式将平台上部设备等荷载直接加到甲板上；
6.根据权利要求1所述的海上升压站导管架平台轻量化优化方法，其特征在于：步骤s4中，通过对导管架平台进行模态分析得到前六阶的振型云图和固有频率，同时与波浪载荷的激励频率范围进行对比以评估共振可能性；
7.根据权利要求1所述的海上升压站导管架平台轻量化优化方法，其特征在于：依据波浪谱得到波浪的特征，输入到ansys中进行瞬态响应分析，得到等效应力与位移随时间变化的响应值，最大应力为132.24mpa，小于许用应力216mpa，最大变形为46.79mm，小于许用最大位移300mm，响应值都在安全范围内，强度刚度满足要求。
8.根据权利要求1所述的海上升压站导管架平台轻量化优化方法，其特征在于：采用响应谱分析方法计算地震响应，根据计算得到的模态分析结果，查询得到地震的动加速度反应谱，用加速度载荷的方式将地震波加载到模型上计算得到结构的位移与应力云图。
9.根据权利要求1所述的海上升压站导管架平台轻量化优化方法，其特征在于：步骤s5中，采用拓扑优化与尺寸优化两种方法对导管架平台进行优化设计，采用拓扑优化对结构型式进行优化，得到拓扑后的结构型式不满足规范要求，因此保留原始结构型式对其进行尺寸优化，利用ansys的响应面模块，将导管架中同截面尺寸的导管进行统一设计变量上下限值，p12为桩腿以上部分导管腿，p13为导管架外部斜立的主支撑导管，p14为一层x型斜立管，p15为上面三层的x型斜立管与水平导管；
10.根据权利要求1所述的海上升压站导管架平台轻量化优化方法，其特征在于：对结构进行模态分析，得到优化后结构的频率增大但和波浪频率依然相差较大，因此不会发生共振；
技术总结
本发明公开了一种海上升压站导管架平台轻量化优化方法，属于机械工程导管架平台轻量化优化设计技术领域；该方法通过有限元分析、静力分析、模态分析和动态响应分析等步骤，对导管架结构进行综合评估。采用拓扑优化和尺寸优化技术，对结构进行合理删减和尺寸调整，在满足强度和刚度要求的前提下，有效减轻了结构重量，降低了制造成本。此外，本发明还包括一种抗冰设计，通过调整横梁位置和加厚局部导管，增强了平台在冰区的适应性和安全性。优化后的导管架平台在保证安全稳定性的同时，显著提高了经济性和投资回报率。
技术研发人员：苏明,罗海生,王景锋,朱卫国,朱耀捷,张贝,赵止戈,高继涛,林海桥,曹凤丽
受保护的技术使用者：南通振华重型装备制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/26
技术研发人员：苏明,罗海生,王景锋,朱卫国,朱耀捷,张贝,赵止戈,高继涛,林海桥,曹凤丽
技术所有人：南通振华重型装备制造有限公司
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