[wavesurfer]

[求解]破舱、Tendon断开或受淹情况下TLP Tendon 张力的重新分布计算：

嗯。好久没来。给大家出一个很切合工程实际的题目。希望大家来一起讨论。满有趣的。

在TLP的设计中有很多设计工况要考虑。其中一个大的类别就是TLP遭到破坏情况下的设计分析。TLP的破坏包括船体破舱淹水、Tendon断开、Tendon受淹等各种情况。在对这些破坏工况做水动力分析的时候，我们往往要先确定TLP遭到破坏以后TLP新的受力平衡，包括Tendon静态预张力的重新分布。当然，如果我们已经建立了TLP平台的全耦合模型（Hull和Topside为刚体，Tendon为有限单元），我们可以通过修改刚体的重量和重心、去掉一根Tendon或修改Tendon受淹段的质量来通过软件做新的静力平衡解。但是我们这里假定在项目早期还没有这么完整的模型，也不做时域全耦合分析，而是要做快速的频域分析。这样，平台破坏情况下的Tendon预张力分布要手工计算。请推求计算公式。

为了简化，我们做一些假定：TLP在平面上是正方形，水线面积Awp。Tendon分布在正方形的4个角上。Tendon有N根，通常N=8或N=12，每根轴向刚度系数K，长度L。假定TLP 4个角上所有Tendon的坐标重合，离TLP中心点距离为R。初始情况下每根Tendon预张力为T0，TLP浮力为B，重力为W，重心在TLP中心。所以初始静平衡为B-W=N*T0。假定平台破坏情况下浮心和重心不会水平移动，仍然在垂直中心线上。

1、求TLP破舱时Tendon的新的受力: 假定破舱在TLP角上的柱体上，破舱淹水的重量为Wd，破舱水的重心距TLP中心Rd。

2、求1根Tendon断开后其余Tendon的新的受力。

3、求1根Tendon管内空心部分完全受淹以后所有Tendon新的受力：假定未受淹Tendon的单位长度湿重为wt，干重为w，所以管内淹水的单位长度重量为w-wt。（注：一般Tendon为空心钢管。TLP安装后Tendon空心部分保持密封，没有水。）

[wavesurfer]

搞笑奖励：如果你把这个题目做对了，人又在美国需要找工作，我可以考虑推荐。呵呵。

欢迎大家积极讨论。不用担心想得不对丢面子。我一开始也是做不出来。请教了公司同事才弄懂。但是我觉得同事给的公式还不够精确，还可以改进。所以拿出来大家分享，讨论改进。

[Nutshell]

想了好久也没推出来 感觉想要精确的计算需要花些时间 如果对精度要求不高的话 我是这么想的 可能比较简单 也请大家指教

1）假定Wd是个小量 平台的偏移较小 破舱角与对角的张力有变化 而另两个角张力基本不变
根据静力平衡 求出新的重心 认为此时微幅倾斜绕新的重心
用力矩平衡和力平衡求解张力 两个方程解两个未知量


2）认为平台的偏移较小 断缆角与对角的张力有变化 而另两个角张力基本不变 静力求解

3）空心部分进水 单位重发生了变化 是否可以将该影响考虑成对刚度的影响


想的非常简单 欢迎大家指教

[wavesurfer]

引用框（Nutshell ＠ 11-25-2011 - 10:17）

想了好久也没推出来 感觉想要精确的计算需要花些时间 如果对精度要求不高的话 我是这么想的 可能比较简单 也请大家指教
1）假定Wd是个小量 平台的偏移较小 破舱角与对角的张力有变化 而另两个角张力基本不变
根据静力平衡 求出新的重心 认为此时微幅倾斜绕新的重心
用力矩平衡和力平衡求解张力 两个方程解两个未知量
2）认为平台的偏移较小 断缆角与对角的张力有变化 而另两个角张力基本不变 静力求解
3）空心部分进水 单位重发生了变化 是否可以将该影响考虑成对刚度的影响
想的非常简单 欢迎大家指教

非常感谢你参与讨论。你对前两个问题都假定中间两个角上的Tendon张力没变化。两个方程，两个未知量。可以得出对角线上Tendon张力的变化。但是这个稍微有点粗。虽然可以断定对角线上的Tendon的张力变化会大一些，但是作为一个平台的整体，所有Tendon的影响和变化都要考虑进去。而且Tendon和水线的刚度影响也是有的。

你对第三个问题的思路比较特别。不知你是否有更详细的考虑。怎么把重量的变化转化成对刚度的影响？有兴趣的话。请具体动动手推一推。贴出来大家讨论。谢谢。

[grape]

非搞笑奖励：如果你把这个题目做对了，wavesurfer版主可以推荐你成为论坛认证会员。呵呵

[Nutshell]

引用框（grape ＠ 11-25-2011 - 13:40）

非搞笑奖励：如果你把这个题目做对了，wavesurfer版主可以推荐你成为论坛认证会员。呵呵

认证会员有什么不同么。。。

[eno]

试了（2）：假定4角TLP,每组有n根TENDON,每根预张力t0:
如果一角去掉一根，还有n-1根,每根张力t1,顺次其余角每根张力分别为：t2 t3 t4,则：
t1=3*n/(3*n-2) * t0;
t2 = (3*n-1)/(3*n-2) * t0;
t3 = (3*n-3)/(3*n-2) * t0;
t4 = t2;

[wavesurfer]

引用框（eno ＠ 12-02-2011 - 05:12）

试了（2）：假定4角TLP,每组有n根TENDON,每根预张力t0:
如果一角去掉一根，还有n-1根,每根张力t1,顺次其余角每根张力分别为：t2 t3 t4,则：
t1=3*n/(3*n-2) * t0;
t2 = (3*n-1)/(3*n-2) * t0;
t3 = (3*n-3)/(3*n-2) * t0;
t4 = t2;

谢谢参与。你的结果的规律是对的，即t1>t2/t4>t3。但是跟我知道的公式略有出入。估计是某个假定不一样的原因。如果可以，请给出你的推导过程。

[eno]

oops, over simplified a bit...try this one
t1 = 4*n/(4*n-3) * t0;
t2 = (4*n-2)/(4*n-3) * t0;
t3 = (4*n-4)/(4*n-3) * t0;
t4 = t2;


[/quote]

谢谢参与。你的结果的规律是对的，即t1>t2/t4>t3。但是跟我知道的公式略有出入。估计是某个假定不一样的原因。如果可以，请给出你的推导过程。
[/quote]

[wavesurfer]

引用框（eno ＠ 12-03-2011 - 01:26）

oops, over simplified a bit...try this one
t1 = 4*n/(4*n-3) * t0;
t2 = (4*n-2)/(4*n-3) * t0;
t3 = (4*n-4)/(4*n-3) * t0;
t4 = t2;

Bingo! You've got it! But can you improve it a little more? Lets say by considering the TLP buoyancy change. Then the tendon stiffness and water plane area will come into the play. This will affect the new tendon distribution a little bit.

[songyunl1980]

对于第一个问题，我有一个想法，使用初稳性高求解。不知道可否。
公式不太会在这上面打，加个附件吧。劳烦看一下啦。
欢迎讨论

附加文件

•  TLP.pdf (83.45K)
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[eno]

引用框（songyunl1980 ＠ 12-05-2011 - 22:59）

对于第一个问题，我有一个想法，使用初稳性高求解。不知道可否。
公式不太会在这上面打，加个附件吧。劳烦看一下啦。
欢迎讨论

because TLP is pretensioned by high stiffness tendons:
therefore:
"那么平均吃水增加为
δ d =Wd / ρgAw"
does not hold.