CALCULUL DE REZISTENTA PENTRU O NOUA VARIANTA CONSTRUCTIVA

CALCULUL DE REZISTENŢĂ PENTRU O NOUĂ VARIANTĂ CONSTRUCTIVĂ

- matricea fortelor de volum;

- matricea fortelor de tractiune pe contur;

- matricea sarcinilor exterioare concentrate la noduri.

Īn figura 7.10 se prezinta modelul structural pentru īntreaga platforma, iar īn figura 7.11 modelul pentru un tronson de picior. S-au folosit notatiile: 1-tub vertical; 2-teava orizontala; 3-teava diagonala; 4-teava intermediara; 5-corp. Se remarca urmatoarele:

tevile orizontale sunt constituite din sase elemente beam 3D elastic;

tevile diagonale sunt constituite din patru elemente beam 3D elastic;

tevile intermediare sunt constituite din doua elemente beam 3D elastic;

partea din tubul vertical cuprinsa īntre doua orizontale este constituita din patru elemente beam 3D elastic.

Teoria de val utilizata este cea a valului Airy, caracteristica Marii Negre [29], [137]. Aceasta teorie este cea mai simpla aproximare īn modelarea valului real si este bazata pe presupunerea ca īnaltimea de val este mult mai mica decāt lungimea acestuia si adāncimea apei.

Schema bloc program MIRAF

Fig. 7.12

La formularea ipotezelor de calcul pentru noua varianta constructiva autorul a avut īn vedere:

Ipotezele de calcul sunt:

si īn care coeficientii a b si g sunt dati īn literatura de specialitate [6], [8].

Pentru modelarea structurii modificate, īn vederea analizei prin M.E.F., autorul a plecat de la modelul structurii platformei actuale (vezi §7.2.2.3) din care s-au īndepartat tronsoanele 7 si 8 ale fiecarui picior.

 

si īn aceasta situatie tuburile verticale au fost īncarcate cu sarcinile hidrodinamice conform diagramei din fig. 7.17 si aprecierilor de mai sus, iar tevile diagonale si orizontale cu sarcini proportionale cu diametrele lor exterioare.

Determinarea starii de tensiuni si deformatii īn structura modificata s-a facut printr-un calcul static, utilizānd programul COSMOS. Rezultatele rularii sunt prezentate īn figurile 7.18...7.20 si īn tabelul 7.3, astfel:

Avānd īn vedere rezultatele prezentate se pot trage urmatoarele concluzii privind starea de tensiuni:

2.Īn tevile orizontale se īnregistreaza tensiuni maxime īn:

Aceste tensiuni sunt de 60...70 MPa si reprezinta cca. 40...45 % din valorile maxime īnregistrate pentru tuburile verticale.

3.La tevile diagonale zonele īn care se īnregistreaza maxime ale tensiunilor echivalente sunt aceleasi ca la tuburile verticale. Valorile maxime ale tensiunilor sunt de 90...105 MPa, ceea ce reprezinta 63...75 % din valorile maxime corespunzatoare tuburilor verticale.

Analiza starii de deformatie (fig. 7.20) conduce la concluzia ca deplasarea maxima īnregistrata - care coincide cu deplasarea corpului platformei, respectiv a elementelor picioarelor din zona de īmbinare a corpului cu picioarele - este de 0,116 m. si aceasta valoare se īncadreaza īn limita maxima admisa din punct de vedere tehnologic pentru deplasarea maxima a corpului care este de 0,35 m.

Tabelul 7.3

Tensiuni echivalente (von Mises) īn barele piciorului nr. 4 la platforma cu structura modificata

Īn acest scop se definesc tensiunile echivalente īntr-o bara oarecare "i" cu relatiile:

Folosind relatiile (7.68)...(7.70), din relatia (7.71) rezulta posibilitatea exprimarii ariilor sectiunilor transversale ale elementelor noii variante constructive:

Pentru īmbunatatirea constructiei actuale a platformelor de foraj marin romānesti si definitivarea noii variante constructive, pe baza criteriului propus, autorul a identificat doua cai:

Autorul a optat pentru prima cale de īmbunatatire a constructiei.

7.2.5.2.Stabilirea dimensiunilor finale ale tevilor picioarelor pentru noua

varianta constructiva

Pentru dimensionarea propriu-zisa a elementelor picioarelor noii variante constructive s-a acceptat ca diametrul exterior al tevilor este acelasi cu cel din varianta modificata (acelasi cu cel actual).

Avānd īn vedere expresiile de calcul ale sectiuniilor transversale ale elementelor:

īn care : D_i = diametrul exterior al tevii "i" ;

si ; (7.73)

d_i,a si d_i,c reprezinta diametrul interior al tevii "i" īn varianta actuala si respectiv īn noua varianta constructiva,

relatia (7.72) conduce la:

(7.74)

Pe baza relatiilor (7.74) si (7.73) s-au determinat si d_i,c si cu ajutorul relatiei:

(7.75)

se determina grosimea g_i,c a elementului "i".

Īn tabelele 7.4...7.6 se dau rezultatele calculelor pentru tuburile verticale, tevile orizontale si tevile diagonale.

Tabelul 7.4

Rezultatele calculului de dimensionare a tuburilor verticale īn noua varianta constructiva

Tabelul 7.5

Rezultatele calculului de dimensionare a tevilor orizontale īn noua varianta constructiva

Tabelul 7.6. Rezultatele calculului de dimensionare a tevilor diagonale īn noua varianta constructiva

Īn conditiile pastrarii diametrului exterior al tevilor, stabilirea dimensiunilor finale ale noii variante constructive a constat īn stabilirea grosimii acestora.

Acest lucru s-a bazat pe:

Īn tabelul 7.7 pentru comparatie se indica sectiunile elementelor atāt īn noua varianta constructiva cāt si īn varianta actuala. Se remarca urmatoarele modificari care apar īn noua varianta constructiva fata de actuala varianta:

Nu s-au operat modificari asupra dimensiunilor tevilor intermediare.

Tabelul 7.7

Sectiunile elementelor picioarelor īn varianta actuala si īn noua varianta constructiva

Nivel	Varianta	Sectiunile elementelor
		Tuburi verticale	Ţevi orizontale	Ţevi diagonale
	actuala	914,4 x 44,45	457,2 x 31,75	339,9 x 15,88
	noua	914,4 x 38,10	457,2 x 28,58	339,9 x 13,75
	actuala	914,4 x 44,45	457,2 x 31,75	339,9 x 15,88
	noua	914,4 x 38,10	457,2 x 28,58	339,9 x 13,75
	actuala	914,4 x 44,45	457,2 x 31,75	339,9 x 15,88
	noua	914,4 x 38,10	457,2 x 28,58	339,9 x 13,75
	actuala	914,4 x 44,45	457,2 x 31,75	339,9 x 15,88
	noua	914,4 x 38,10	457,2 x 28,58	339,9 x 13,75
	actuala	914,4 x 44,45	457,2 x 31,75	339,9 x 15,88
	noua	914,4 x 38,10	457,2 x 28,58	339,9 x 13,75
	actuala	914,4 x 44,45	457,2 x 31,75	339,9 x 15,88
	noua	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	339,9 x 13,75
	actuala	914,4 x 44,45	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 38,10	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 38,10	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 31,75	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 31,75	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 31,75	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
Tabelul 7.7 (continuare)	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 31,75	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 31,75	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 31,75	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 31,75	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	noua	914,4 x 34,93	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 38,10	339,9 x 15,88	273,05 x 13,75
	noua	914,4 x 38,10	273,05 x 13,75	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 38,10	339,9 x 15,88	273,05 x 13,75
	noua	914,4 x 38,10	273,05 x 13,75	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 38,10	339,9 x 15,88	273,05 x 13,75
	noua	914,4 x 38,10	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91
	actuala	914,4 x 38,10	339,9 x 15,88	273,05 x 13,75
	noua	914,4 x 38,10	339,9 x 15,88	273,05 x 11,91