深水卷管铺设过程中管道的关键力学问题研究

发布时间：2017-12-30 13:29

  本文关键词：深水卷管铺设过程中管道的关键力学问题研究　出处：《大连理工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着浅海油气资源的日益枯竭,海洋油气开采逐渐由浅海向深海前进。而海底油气的运输主要依靠海底管道,因此,如何将陆地上的管道安全铺设到海底是一个具有挑战性的工作。当前,卷管式铺管法作为深海管道铺设的主要方法之一,由于铺设效率高、铺设费用低,所以在世界范围内得到广泛应用。但是,在卷管铺设过程中,管道发生数次的弯曲变形,同时使管道发生大塑性变形,卸载后管道留有很大的残余椭圆度和残余应力,进而严重降低管道的屈曲压力和疲劳寿命。因此,研究卷管铺设中管道的塑性变形过程,及其对管道的临界屈曲压力和疲劳寿命的削减程度是非常重要的。首先,利用有限元软件ABAQUS建立更加符合实际工况的卷管铺设的有限元模型,并对管道进行了卷管铺设过程的动态仿真分析,研究了管道在卷管铺设过程中管道的轴向应力应变历史、应力-应变关系以及管道的弯曲曲率、截面椭圆度历史,并且验证了模型的准确性。其次,通过对多种不同工况进行数值模拟,然后进行参数敏感性分析,研究了不同的管道外径、径厚比、钢材级别对管道椭圆度损伤的影响。然后,把卷管铺设后带有椭圆度损伤的管道作为初始模型,在外压载荷下进行非线性屈曲分析,计算出带残余椭圆率管道的临界屈曲压力,并且和完好管道的塑性屈曲理论值进行对比。最后,把卷管铺设后带有残余应力的一段管道作为海底悬跨管道,计算其发生涡激振动时管道的应力时程,得到管道的应力幅值和平均应力,然后基于线性累积损伤理论和修正的S-N曲线计算悬跨管道的疲劳寿命,研究了残余应力对管道疲劳寿命的削减程度。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P756.2

【参考文献】

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本文编号：1355162