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海洋平台三维设计和模拟技术的应用,是当前海洋工程行业中平台设计的发展方向,不仅对于提高设计水平、加快设计速度,降低设计成本有重要的意义,而且是国家海洋工程加强技术创新和技术储备,提高市场竞争能力的有力手段。目前,国内海工行业大多使用造船或钢结构专用软件建立自升式平台三维模型,获得的模型并不能直接用于平台的安全性能评估,而是需要重新建立有限元模型。平台的设计与安全评估过程之间存在大量的重复劳动,造成了时间与人力的浪费。为解决以上问题,本文采用参数化方法研究和开发了自升式平台快速三维建模系统,实现自升式平台快速三维建模的同时提供平台模型数据向有限元模型数据的转化功能。在此基础上,以某三桩腿平台为示例验证了系统的实用性与可靠性。具体研究内容如下:(1)结合自升式平台结构特点,对平台主要结构进行分类,并采用结构化设计方法对平台进行参数模型设计;其次,在VB环境下,基于OpenGL图形库建立平台基本构件模型并封装为基本元件库,结合平台参数模型采用自上而下的方式搭建平台三维模型,从而实现基于尺寸驱动的平台参数化建模系统的建立。(2)利用VB对Ansys软件进行二次开发。首先,通过VB特定程序指令及宏文件的参数传递功能实现VB和Ansys的数据传递;其次,基于OpenGL与Ansys建模方式的不同,在VB程序内封装内置函数实现OpenGL环境下平台整体及各构件参数向有限元模型参数的转化,从而在快速建立平台三维模型的同时生成相应的平台建模命令流文件。(3)以某三桩腿自升式平台为示例进行系统的可靠性验证。基于本文所开发建模系统,通过人机交互界面输入平台基本参数,采用自上而下的方式参数化建立了平台三维模型;同时,基于程序内部对Ansys的二次开发,同步生成平台建模命令流文件,结合Ansys的批处理功能调用命令流文件得到平台有限元模型并对其进行加载及约束,通过简单计算验证有限元模型的可靠性与实用性。(4)基于示例三桩腿平台进行力学性能分析,校核不同工况下平台结构强度。通过该示例平台模型的建立及有限元分析表明:本系统可以实现平台快速参数化建模,并使设计与计算过程成为一个有机整体,对于海洋平台的三维设计有着明显的工程应用意义。