当前位置:主页 > 科技论文 > 海洋学论文 >

深水钢悬链立管管土相互作用及疲劳分析

发布时间:2018-10-26 17:20
【摘要】:大量的研究以及工程实地调查表明,钢悬链立管触地区疲劳破坏较为严重,是影响立管设计的关键因素之一。在实际工程项目中,通常采用较保守方法,即将管土之间的相互作用用线性弹簧来模拟。更精确数值模拟需要建立一个可以更真实描述管土相互作用的非线性模型。本文应用ABAQUS显示动态分析对管土相互作用过程进行模拟,获得了与NGI实验结果一致的管土相互作用的骨架曲线以及单次循环位移下的力与位移的曲线,并讨论了土体粘聚力,摩擦角,立管外径以及立管壁厚对管土相互作用的影响。基于垂向数值管土相互作用曲线模型,及横向管土相互作用库伦摩擦模型,对非线性管土相互作用单元进行二次开发,建立了钢悬链立管的非线性动态分析整体模型,研究立管触地区的位形,受力情况以及疲劳寿命,并进行了参数影响规律分析。分析结果表明,粘聚力,摩擦角以及立管外径都对管土相互作用影响显著,随着这些参数的增加,立管相同位移下的受到的土体反力有所增加;触地区的埋深受土壤参数和立管设计参数的影响,平台的运动对触地区的位置以及范围有较大影响;土壤粘聚力、摩擦角以及立管外径的增大会导致疲劳损伤的增加,而立管壁厚的增加对立管的疲劳有利;平台的三个方向的运动中,垂荡对立管触地区的影响最大,此方向的循环位移导致立管触地区的疲劳损伤最严重,并且更容易导致触地区的扩大,增加大疲劳损伤的范围。
[Abstract]:A large number of researches and engineering investigations show that the fatigue damage of steel catenary risers is serious and is one of the key factors affecting the design of risers. In practical engineering projects, a conservative method is usually used, in which the interaction between pipe and soil is simulated by linear spring. More accurate numerical simulation needs to establish a nonlinear model which can describe the interaction between pipe and soil more realistically. In this paper, the tube-soil interaction process is simulated by using ABAQUS display dynamic analysis. The skeleton curve of pipe-soil interaction and the curve of force and displacement under single cyclic displacement are obtained, which are consistent with the results of NGI experiment, and the cohesive force of soil is discussed. The influence of friction angle, diameter of riser and wall thickness of riser on tube-soil interaction. Based on the vertical numerical pipe-soil interaction curve model and the transverse tube-soil interaction Coulomb friction model, the nonlinear dynamic analysis model of steel catenary riser is established by secondary development of nonlinear tube-soil interaction unit. The configuration, stress and fatigue life of the riser in the contact area are studied, and the influence of the parameters on the fatigue life is analyzed. The results show that the cohesive force, friction angle and the diameter of riser have a significant effect on the pipe-soil interaction. With the increase of these parameters, the soil reaction under the same displacement of riser increases. The embankment of the contact area is deeply influenced by the soil parameters and the design parameters of the riser, and the movement of the platform has a great influence on the location and range of the contact area. The increase of soil cohesion, friction angle and the outer diameter of riser will lead to the increase of fatigue damage, but the increase of wall thickness of the riser is beneficial to the fatigue of the pipe. In the motion of three directions of the platform, the pendulum has the greatest influence on the contact area of the pipe, and the cyclic displacement in this direction leads to the most serious fatigue damage in the contact area of the riser, and it is more likely to lead to the expansion of the contact area and increase the range of the large fatigue damage.
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P756.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 董永强;宋儒鑫;孙丽萍;;深水钢悬链立管疲劳寿命评估分析[J];海洋工程;2014年02期

2 REZAZADEH Kosar;陆钰天;白勇;唐继蔚;;钢悬链线立管与海底相互作用和疲劳分析[J];哈尔滨工程大学学报;2014年02期

3 梁勇;金志江;叶皓;颜孙挺;;深海钢悬链立管管土相互作用研究进展[J];船舶工程;2013年06期

4 任艳荣;;弹塑性海床上海底管道的稳定性分析[J];船海工程;2013年05期

5 武锐锋;李敢;黄小平;;考虑沟槽深度及土体吸力影响的SCR与海床土体循环作用分析[J];船舶力学;2013年07期

6 王坤鹏;薛鸿祥;唐文勇;;基于海床吸力和刚度衰减模型的深海钢悬链线立管动力响应分析[J];上海交通大学学报;2011年04期

7 白兴兰;黄维平;;考虑海床土吸力的SCR-Spar整体波浪响应分析[J];海洋工程;2010年02期

8 郭海燕;高秦岭;王小东;;钢悬链线立管与海床土体接触问题的ANSYS有限元分析[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2009年03期

9 傅俊杰;杨和振;;深海钢悬链立管触地点动力响应分析[J];海洋工程;2009年02期

10 杜金新;Low Y M;;海洋立管-海床土体接触作用数值分析[J];工程地质计算机应用;2008年04期

相关会议论文 前1条

1 陈景皓;匡涛;段梦兰;牙乾伊;;基于非线性管土相互作用的深水钢悬链线立管疲劳特性分析[A];第九届中国CAE工程分析技术年会专辑[C];2013年

相关硕士学位论文 前4条

1 杨超凡;钢悬链式立管与海床土非线性相互作用研究[D];中国海洋大学;2014年

2 梁勇;钢悬链线立管触地段管土作用研究[D];浙江大学;2014年

3 彭們;深水钢悬链线立管与海床间的相互作用研究[D];天津大学;2012年

4 傅俊杰;深海钢悬链立管动力分析及触地点疲劳特性评估[D];上海交通大学;2010年



本文编号:2296439

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2296439.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户62c22***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com