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基于ABAQUS的导管架滑移下水程序开发

祁磊秦延龙曹先凡

（中石油工程技术研究院）

摘要：本文介绍了所开发的基于ABAQUS的导管架滑移下水软件。对软件每个模块的设计及其功能进行了介

绍。所完成的程序能够以动画云图等形式动态显示导管架滑移下水整个过程。

关键字:ABAQUS,SACS,滑移下水

1、前言

目前国内大部分的导管架平台设计采用美国EngineeringDynamics,Inc.开发的SACS软

件。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等安装过程的

分析。但其后处理功能不是非常理想，大部分只能以文本的形式给出导管架安装的结果，不

能直观形象的模拟导管架平台滑移下水等施工安装过程中结构的响应。一些功能强大的通用

有限元软件，如ABAQUS等，其后处理功能非常强大，能够以云图、动画等形式对应力应

变、位移加速度等进行直观的显示。同时允许用户对结果进行重新计算及分析。

但由于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

两个软件开发一款能够直观的模拟导管架平台滑移下水施工过程的专用接口软件，对导管架

平台海上安装过程进行仿真。同时还可对结果进行进一步的分析，这将有助于发现导管架滑

移下水过程中存在的实际问题。

在下水分析中，SACS按照下水过程自动分为5个阶段。根据每个阶段特点，采用不同坐

标系统算出每个阶段导管架及驳船的响应。导管架滑移下水接口软件按如下技术路线进行设

计。

图1导管架滑移下水程序设计技术路线图

2、导管架滑移下水程序设计

2.1导管架及驳船模型接口程序

导管架及驳船模型程序主要由三个程序模块组成:JACKET模块、BARGE模块及MAIN

主程序。

JACKET模块。JACKET模块的功能是：首先读取SACS模型文件，有哪些信誉好的足球投注网站SACS模型数据

文件查找节点和单元相关数据信息，有哪些信誉好的足球投注网站到后按照ABAQUS软件所能识别的数据结构存取

节点单元数据，以备MAIN主程序调用（组织结构图如下所示）。

BARGE模块。其组织结如下图3所示。在SACS中含有构成驳船主尺度的参数值，根据

这些值，一个简单的驳船模型可以由8个节点组成的六面体生成。该模块程序功能是：首先

建立一个参考点（该参考点主要用于定位驳船，该参考点坐标值将由barge模块从驳船定位

模块barge_location中获得），然后将该参考点坐标赋给节点1，其他7各节点根据SACS数据文

件由程序读入驳船主尺度参数值后自动计算赋值，最后将8个节点组成单元。

图2导管架模型接口程序结构组织图图3驳船模型接口程序构成及流程图

MAIN主程序。MAIN主程序作用是读取JACKET模块及BARGE模块存入的导管架及驳

船节点单元数据，然后将其转换为ABAQUS形式的导管架驳船模型。MAIN主程序主要代码

段如下：

fromodbAccessimport*

…………

…………

fromjacketimport*

frombargeimport*

odb=Odb(name=导管架下水,path=导管架下水.odb)

odb.models[Model-1].Part(dimensionality=THREE_D,name=JAKCET,

type=DEFORMABLE_BODY)

material_1=odb.Material(name=materialName_jacket)

part1.addNodes(nodeData=nodeData,nodeSetName=nset-1)

part1.addElements(elementData=elementData,type=B31,elementSetName=eset-1)

instance1=odb.rootAssembly.Instance(name=part-1-1,object=part1)

…………

最终接口程序生成的基于ABAQUS平台的导管架与驳船模型如下所示：

图4ABAQUS平台下的导管架模型图5ABAQUS平台下的驳船模型

2.2驳船定位接口程序

分别生成导管架与驳船模型后，需要指定两者之间的相对位置关系，即驳船的定位。驳

船的定位模块需要多模块之间相互传递有哪些信誉好的足球投注网站数据，采用了模块之间的多层调用关系（如下

图）。首先需要在SACS中查找定位数据，找到定位节点名后（导管架模型节点），需要从Jacket

模块中有哪些信誉好的足球投注网站该节点名的节点坐标值，找到后再传递给Barge_location模块，Barge_location模

块根据这些信息计算出参考点坐标值，最后传递给Barge模块完成驳船定位。

图6Barge_location模块流程图

在SACS中驳船定位是通过