ANSYS ASAS软件

ANSYS ASAS是一个通用结构有限元分析软件,为海洋结构工程师提供了广泛的结构分析功能。ANSYS ASAS在近海结构物设计建造方面具备全面的分析能力,它能够分析大多数的海洋结构如导管架、立管、自升式钻井平台、海上风力发电设备,浮动系统如浮式生产储油船、 深海采油平台、半潜式平台等。

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非线性和扩充求解能力 非线性和扩充求解能力

ANSYS ASAS软件提供一套标准的功能,除简单的线弹性分析以外,还可以进行如下分析:

  • 大位移分析
  • 非线性弹性材料分析 
  • 塑性分析
  • 复合材料失效分析
  • 土壤和岩石材料分析
  • 非线性边界条件,如气隙和刚性面接触分析
  • 蠕变分析
  • 非线性瞬态动力学分析
  • 稳定性分析(屈曲载荷)
  • 稳态热分析
  • 多场分析

软件提供一些专用的功能,采用非线性土壤材料模拟桩结构以及结构件之间的相互作用(所谓桩群结构相互作用)。该功能在定义土壤的P-Y和T-Z曲线基础上,直接或者通过定义单位重量或剪切强度来分析土壤的非线性行为。在分析土壤与桩的作用基础上,自动考虑群桩效应,包括桩与桩之间的作用。通过API可以对桩群结构进行疲劳分析。

传统的方法是将框架结构之间的连接当作刚性来分析,但是许多证据表明采用固有的弹性连接分析方法是更为科学和符合实际的解决方法。这个使得采用梁模型可以很好描述两者相关的作用,避免详细模型的使用。该应用基于简单的参数公式,这些参数公式用来描述不同的连接类型对应不同的加载变形特性。

用ANSYS Structural Mechanics或FEMGV生成计算模型 用ANSYS Structural Mechanics或FEMGV生成计算模型

ANSYS ASAS的计算模型可以通过ANSYS DesignModeler工具和ANSYS structural mechanics生成,包括几何模型、有限元网格、材料参数、边界条件和载荷工况等所有计算分析用的数据。

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 ANSYS DesignModeler中生成几何模型

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ANSYS structural/mechanical中生成计算网格

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通过ANSYS宏命令转成ANSYS ASAS计算模型

FEMGV®与ANSYS ASAS软件求解器集成在一起,提供强大的有限元模型处理和后处理功能。

与ANSYS AQWA联合求解 与ANSYS AQWA联合求解

ANSYS AQWA软件计算衍射/辐射分析得到的压力和运动载荷结果可以导入ANSYS ASAS模型中,将波的频率、方位、幅值和相位的每一种组合都作为一种准静态载荷工况计算。此功能可用于传递波载荷到由衍射和管单元共同组成的结构,如semi-submersibles和Truss-spars结构。

ANSYS AQWA和ANSYS ASAS 的模型网格可以独立,因为结构分析的网格要求与水动力分析的网格要求不一样。软件的映射功能自动把正确压力差值到结构节点上。修正分割静水表面单元的压力值,以确保总载荷的一致性。

ANSYS AWQA能够作为振幅响应算子(RAO)的源,用于大型浮体结构在波浪环境中进行响应计算。

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 结果映射后ANSYS ASAS船身模型的压力云图和应力结构

 

 

通过Microsoft Excel和Mathcad直接处理ASAS结果 通过Microsoft Excel和Mathcad直接处理ASAS结果

安装ANSYS ASAS 后具有丰富的函数使得能够从Microsoft® Excel® 和 Mathcad®获得和提取ASAS 所有结果数据。

这一工具带来非常多的益处。首先,它为用户引入了运用MS-EXCEL (包括Visual Basic) 和Mathcad 进行进一步后处理的功能;第二,它为用户设计自己的报告模板提供了工具。一旦设计完成,模板可重复使用,节省了大量的工作量。

Microsoft Windows ®动态链接库提供了一个工具包,用户创建的可执行程序通过该工具包可以直接访问ANSYS ASAS的结果。

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规则和任意波与结构的耦合分析 规则和任意波与结构的耦合分析

ANSYS ASAS软件可以生成准静态分析中常用的环境载荷。此外,在非线性模块中包含具有大挠度的非线性求解器与波浪载荷的耦合计算功能。该功能引入了完全的水弹性耦合分析,这使得软件适用于导管架、自升式钻塔、柔性结构及多种安装机械和升降器分析。包括以下特色:

  • 波、水流和风载荷
  • 规则波、流函线数以及用户自定义波格点
  • 随机波、JONSWAP、Pierson-Moskowitz、Shell New波以及用户自定义波
  • API规范中的波载荷,包括水流波周期、水流展宽、水流阻塞因子和波动力学因子的影响
  • 设施结构的管单元和梁单元等
  • 进水或密封构件
  • 海面上升
  • 雷诺数/KC数效应
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导管架结构与波的耦合分析

 

分析评估和疲劳计算 分析评估和疲劳计算

对于许多土木工程结构设计(包括海洋结构),一个重要的要求就是对框架和类似壳类结构进行实际的法规评估。采用ANSYS ASAS软件可以进行常用的法规评估,其中三类可以进行如下:

  • 梁结构的强度和屈曲评估
  • 管接头连接处评估
  • 液压倒塌评估

新旧评估标准都是可用的,包括API WSD、LRFD、AISC WSD、LRFD、ISO 19902、NORSOK、BS5950和DS449。

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导管架结构分析

 

 

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管接头评估分析

ANSYS ASAS软件提供疲劳分析功能来实现评估分析,该功能提供在实际的工作环境中(比如海洋工程)对结构的使用寿命进行评估。ANSYS ASAS具有波谱、确定性时间历程的疲劳分析功能,可以直接定义应力集中因子或者加入诸多经验公式,包含Efthymiou的影响函数等;也可以定义S-N曲线或者用通常采用的预定义曲线之一,同时包含厚度校正。

海上风力涡轮机分析 海上风力涡轮机分析

ANSYS ASAS是越来越多地用于对海上风力涡轮机(OWTs)设计和认证过程。此外,在石油和天然气工业该软件技术用于分析各种大型海洋结构已经有四十多年的实际工程应用。ANSYS ASAS软件具有强大和成熟的有限元分析能力,能够用于可靠的设计和认证分析工作,特别在OWT系统中,用于模拟分析的工作有:许多分析可以同时进行,包括波浪载荷(规则、不规则的波浪和流);支撑结构的弹性行为(从单基桩到导管架结构);当地海床的土壤特性、与Flex5、ADCoS和FAST风载荷程序耦合分析来自湍流风场和涡轮控制系统的载荷。数百种载荷工况根据需要可以非常容易地设定,从这些工况中ANSYS ASAS可以得到基于概率的雨流法的相关疲劳数据,如疲劳寿命、使用因子、损伤和应力柱状图。

Courtesy REpower Systems AG.

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