铺管船用起重机臂架腐蚀应力分析与研究

发布时间：2017-10-11 01:11

  本文关键词：铺管船用起重机臂架腐蚀应力分析与研究

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【摘要】：铺管船用起重机在我国海上油气开采和输送中做出了很大的贡献。在实际应用中,这些起重机的臂架都做了相应的防腐蚀措施,但随着时间的推移,受工作环境及设备保养条件的限制,服役20年以上的臂架腐蚀情况比较严峻,不同程度地影响了设备工作性能,威胁工程安全,受到实际工程人员的广泛关注。目前国内外有关起重机臂架腐蚀方面的研究并不多,因此开展对此项工作的研究显得尤其重要。 本文以300吨级铺管船用起重机臂架为分析对象,针对其腐蚀现状,应用有限元分析软件,分析单点腐蚀、双点腐蚀对其局部应力的影响,并提出针对其腐蚀现状的修复方案,评估修复后臂架的起重性能,为实际工程提供参考依据。论文主要研究工作及内容如下： (1)结合现场调查结果和相关检测报告,分析臂架腐蚀现状及原因,建立未腐蚀状态下臂架有限元模型,分析其典型工况下的应力状态,并分析其弦杆和腹杆主要应力来源,为本文研究奠定基础。 (2)根据有关学者对点腐蚀的研究成果及臂架腐蚀点实际形状,建立臂架弦杆和腹杆单点腐蚀和双点腐蚀有限元分析模型。 (3)分析腐蚀点宽度、深度参数对弦杆和腹杆局部应力的影响,得出相应的规律性曲线,并拟合应力与腐蚀宽度、深度关系的参数方程。 (4)分析不同排列方式、不同腐蚀深度率及不同间距的双点腐蚀对弦杆和腹杆局部应力的影响及其相互影响,获取相应的规律性曲线,并得出具有一定通用性的两腐蚀点应力集中互不影响的极限影响参数值。 (5)针对臂架腐蚀现状,给出了点腐蚀修复方案,量化分析其适用范围及效果,并对修复后臂架的起重性能进行了合理评估。
【关键词】：铺管船起重机 臂架腐蚀 有限元方法 应力分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.34
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 起重铺管船概述9-10
• 1.2 金属腐蚀概述10-12
• 1.2.1 金属腐蚀的分类10-11
• 1.2.2 金属腐蚀的危害11-12
• 1.3 国内外研究现状12-13
• 1.4 本文研究意义和主要内容13-15
• 1.4.1 课题研究背景及意义13-14
• 1.4.2 论文主要的工作内容14-15
• 2 臂架腐蚀现状与整体建模分析15-25
• 2.1 起重机臂架结构组成及力学分析15-16
• 2.2 起重机臂架腐蚀现状及原因分析16-18
• 2.2.1 臂架腐蚀现状分析16-18
• 2.2.2 臂架腐蚀原因分析18
• 2.3 未腐蚀臂架整体有限元建模分析18-24
• 2.3.1 模型参数设定及单元的选择19
• 2.3.2 臂架有限元模型建立及边界条件施加19-20
• 2.3.3 臂架结构整体应力分析20-23
• 2.3.4 弦腹杆应力来源分析23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 单点腐蚀对臂架结构局部应力影响分析25-37
• 3.1 腐蚀点形状模拟及计算准则25
• 3.2 局部单点腐蚀有限元建模25-28
• 3.2.1 腐蚀点有限元模型的建立25-26
• 3.2.2 单元选取及网格划分26-27
• 3.2.3 边界条件设定27-28
• 3.3 计算流程与实现28-30
• 3.3.1 APDL语言在有限元分析中的应用28-29
• 3.3.2 腐蚀点的参数化建模与分析流程的实现29-30
• 3.4 局部单点腐蚀计算分析30-36
• 3.4.1 腐蚀点深度对局部应力的影响规律30-32
• 3.4.2 腐蚀点宽度对局部应力的影响规律32-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 双点腐蚀对臂架结构局部应力影响分析37-51
• 4.1 局部双点腐蚀有限元建模37-38
• 4.2 曲面结构的双点腐蚀计算分析38-47
• 4.2.1 轴向布置的双点腐蚀计算分析38-43
• 4.2.2 环向布置的双点腐蚀计算分析43-47
• 4.3 平面结构的双点腐蚀计算分析47-50
• 4.3.1 纵向布置的双点腐蚀计算分析47-49
• 4.3.2 横向布置的双点腐蚀计算分析49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 5 臂架结构局部点腐蚀修复方案分析51-65
• 5.1 常用的局部点腐蚀修复方案51
• 5.2 针对臂架结构局部点腐蚀修复方案51-53
• 5.3 修复方案局部实体建模分析与对比53-59
• 5.3.1 弦杆局部腐蚀点打磨处理计算分析与对比53-56
• 5.3.2 腹杆局部腐蚀点打磨处理计算分析与对比56-59
• 5.4 臂架修复后整体建模分析59-64
• 5.4.1 常用作业工况计算结果分析59-62
• 5.4.2 最大起重量工况计算结果分析62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况70-71
• 致谢71-72

【参考文献】

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本文编号：1009638