海洋非粘结性柔性管设计和分析的验证实验研究

发布时间：2021-01-06 15:25

　　管道是海洋工程中运输油气资源的主要方法之一。柔性管是管道中的一种,因为拥有比钢管更优的性能而大量的应用于海洋工程中。柔性管的管壁结构复杂,特别是非粘结性柔性管管壁结构由多种材料非粘结复合而成,是一种特殊的复合材料,被定义为结构化的复合材料。非粘结性管道中层与层之间的摩擦、接触等导致的非线性问题导致对该结构的分析困难。由于现在解析和数值分析方法的局限性,需要通过验证实验对设计的方法和结果进行验证。所以,本文主要工作是要建立一套针对柔性管设计方法的验证实验系统。但是,柔性管是一种复杂结构,没有标准实验方法可以依据,其试件长度较长,现有标准实验机也无法满足柔性管实验要求。更重要的是,对于验证实验的项目、设计和方法,需要基于柔性管的分析方法,目前还缺少具体的研究和装置平台。本文从设计原理和设计中的分析方法出发,通过对分析方法的阐述,明确分析方法中的不足,给出了包括产品检验、拉伸实验、扭转实验、弯曲实验、内压实验、外压压溃实验、最小弯曲半径实验、横向挤压实验、轴向压缩实验以及热膨胀实验等验证实验的设计依据,对每一个实验进行设计和建立,进而建立起整套实验系统。在建立起的系统上对两条不同结构的柔性管... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

粘结(bonded)柔性管道结构图

海洋非粘结性柔性管设计和分析的验证实验研究i一wearlayer):在金属层与金属层之间，减少金属之间的tensileanllor):抗拉层使用平的、圆的或成形的金属线，以一4层。对于没有抗压层的柔性管道，抗拉层的缠绕角度或平衡轴向和环向荷载。sheath):聚合物层，用于阻止外部流体进入柔性管结构。本结构，可对柔性管进行设计，增加或减少相关层数，或如引入绝热层(thermalinsulation)减少流体的温度降低。和制造是柔性管道的关键技术，直接影响管道的安装和使专利保护。接头是管道各层结束的部位，需要承担管结构表明接头的连接部位往往是管道最薄弱的环节，从绥中36接头处发生泄漏更能证明连接部位的的重要性和薄弱性[5]。1.3所示。

海洋非粘结性柔性管设计和分析的验证实验研究图2.4四点受力张紧器 Fig.2.4Tensioner.、、、二’.~_~代-一尸扮一粤_一丫川一{一寸/__少林户一‘_少/一拼一竺万图2.5铺设受力分析 Fig.2.5Meehaniesanalysisofs一 Layfigure在管道通过张紧器后，管道所受力如图2.5所示。S型曲线可以分为上弯段和下弯段。在这个过程中，管道将受到组合荷载的共同作用，包括拉力、外压以及弯曲。管道首先必须满足单独荷载的要求，例如必须能够承受该拉力，在最大水深不压溃，以及满足在铺设过程中可能出现的较小弯曲半径。在满足单一荷载要求的条件下，还需要满足一些极端的组合荷载要求，例如拉伸、弯曲等荷载使得屈曲压溃更容易，甚至屈曲蔓延。铺设时的危险组合荷载主要有三种，如图2.6所示，包括拉弯组合、弯曲外压组合、拉伸外压组合

【参考文献】：
硕士论文
[1]失效分析在海洋平台工程中的应用[D]. 陈亮.大连理工大学 2006
[2]钢丝缠绕增强塑料复合管力学性能研究[D]. 卢玉斌.浙江大学 2006



本文编号：2960814