导管架平台海上安装接口软件Sacs2Abaqus设计

该文是论文格式专业导管论文范文，主要论述了关于导管毕业论文格式模板,与导管架平台海上安装接口软件Sacs2Abaqus设计相关论文范本，适合导管及模块及大学学报方面的的大学硕士和本科毕业论文以及导管相关开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。

摘 要 ： 介绍导管架平台海上安装接口软件Sacs2Abaqus的设计.Sacs2Abaqus软件能够将SACS的计算结果转化为Abaqus的后处理模型和结果.该软件能够实现导管架模型转化、导管架平台建造、装船、拖航、吊装和滑移下水等SACS模型和结果的处理.所完成的程序能够以动画云图等形式动态显示导管架安装施工的整个过程.这对于导管架设计中发现实际问题具有非常大的帮助.

关 键 词 ： Sacs2Abaqus； Abaqus； SACS； 导管架

中图分类号： TE951；TB151.1文献标志码： B

引言

SACS软件对导管架平台的设计建模非常强大,能够进行导管架滑移下水建造装船等安装过程的分析,但其后处理不直观,仅以数据的形式给出导管架安装过程中结构的响应.Abaqus等通用有限元软件后处理功能非常强大,能够以云图和动画等形式对应力、应变和位移加速度等进行直观显示.同时,允许用户对结果进行重新计算和分析.由于SACS软件与Abaqus之间没有通用接口,不能共享数据及结果,因此本文借助这2个软件开发一款能够直观模拟导管架平台安装施工过程的专用接口软件Sacs2Abaqus,对导管架平台海上安装过程的力响应和姿态响应进行仿真.

Sacs2Abaqus软件主界面采用C++语言编写,相应模块采用Python语言进行编写.该软件主要包括导管架模型转化模块、导管架建造模块、导管架装船模块、导管架拖航模块、导管架吊装模块和滑移下水模块等6个模块.

1模块设计

该软件的6个相互独立的功能模块可以独立地完成对SACS模型和结果的转化.6个模块按输出结果的类型主要分为2类.

（1）姿态结果输出,包括导管架吊装模块和滑移下水模块.

（2）应力等响应结果输出,包括导管架建造模块、导管架装船模块和导管架拖航模块等.

1.1导管架滑移下水和吊装模块设计

滑移下水模块各子模块相互关系见图1.

导管架滑移下水及吊装模块主要输出导管架安装过程中的运动姿态.

导管架滑移下水程序模块主要由8个子程序模块构成,各子模块主要作用如下.

（1）Main_launch主程序模块：调用其他模块数据,并将其转换为odb格式的导管架模型和结果视图.

（2）jacket导管架模型模块：主要作用是搜索并读入SACS模型数据,并按照一定数据格式保存以备调用.

（3）Phases_motions模块：主要作用是根据读取的滑移下水姿态数据识别滑移下水不同阶段,将其进行重新转换计算,以备其他模块调用.

（4）barge驳船模型模块：根据jacket模型生成驳船模型数据.

（5）barge_location驳船定位模块：根据导管架的位置对驳船进行定位.

（6）readSacsFile模块：以对话框形式提示用户给出所需SACS文件的路径.

（7）Sea模块：建立海平面及海底模型,方便查看导管架下水过程中的相对位置.

（8）CS模块：转换SACS与Abaqus中不同工况下不同的坐标系统.

在姿态分析模块中,需要将SACS结果中对导管架的运动姿态描述转化为Abaqus后处理所能识别的姿态描述,两者有很大的不同.SACS定义2种坐标系统：Launch/Barge 坐标系统（见图2）和摇臂坐标系统（见图3）.[1]不同阶段驳船与导管架的运动通过不同的坐标系统描述.

图 2Launch/Barge坐标系统

图 3摇臂坐标系统

驳船的运动采用Launch/Barge坐标系,用驳船重心的3个方向的平动（hee,surge和sway）和3个方向的转动（pitch,raw和roll）来描述.导管架在滑移下水中除采用Launch/Barge坐标系外,某些阶段还用到摇臂坐标系.在Abaqus中采用此方法描述下水系统的运动较难,几乎无法实现,但可以给出不同时刻导管架和驳船各个节点的位移,以这种方式描述导管架和驳船的运动.因此,需要将SACS中重心的平动和转动运动转换为Abaqus中导管架和驳船各节点的x,y和z等3个方向的位移,由CS模块来完成的.坐标系转换公式见图4.[1]

图 4坐标系转换公式

1.2导管架应力响应模块设计

SACS力分析结果可以输出各种工况下每个单元首尾节点的轴向应力、剪切应力、反力和弯矩等结果.

导管架力响应接口程序[2]主要由4个模块构成.

（1）main_build主程序模块的主要作用是调用其他模块的数据生成Abaqus的odb文件.

（2）jacket模块的作用是将SACS模型数据转化为Abaqus所能识别的格式.

（3）readSacsFile模块的作用是以交互界面提示用户给出SACS文件的路径.

（4）membersReport模块的作用是读入SACS导管架的响应结果数据,并按照main_build主程序所要求的结构形式生成数据.

2交互界面设计

图形用户界面本着直观简洁、操作方便的原则设计,用对话框和系统菜单的形式对安装过程各个阶段进行设计,以方便操作.图形用户界面采用C++ MFC与Pyhon语言联合进行编写,解决这2种语言间的相互调用问题.

导管架建造、装船、滑移下水和吊装等接口程序具有独立性,用户界面与导管架接口程序的链接将各接口程序统一链接到用户界面中,使用户能够按照意愿对所关心的SACS计算的任何一个安装过程的结果进行基于Abaqus平台的后处理结果转换,并针对导管架滑移下水、建造、安装和装船等各接口程序进行程序指令的错误发现、接口程序异常处理及错误报告事件追踪的处理等,使软件能够较好较快的运行.图形用户界面见图5.

3结束语

介绍导管架平台海上安装接口软件Sacs2Abaqus的设计.该软件能够将SACS的计算结果转化为Abaqus的后处理模型和结果,能够实现对导管架模型转化、导管架平台建造、装船、拖航、吊装和滑移下水等SACS模型和结果的处理.所完成的程序能够以动画云图等形式动态显示导管架安装施工的整个过程.这对导管架设计中发现实际问题具有非常大的帮助.