深海钢悬链立管动力分析及触地点疲劳特性评估
发布时间：2021-09-06 05:37
近年来我国加快开发南海资源的脚步,因此研发具有自主核心技术的深海工程装备已成为优先任务。钢悬链立管（SCR）是进行深海资源开发的关键设备,它具有复杂的非线性动力特性,其独特的结构形式为设计、制造、安装和安全服役提出了新挑战。触地点（TDP）是钢悬链立管最初接触到海床的部位,也是结构分析的特征点。该位置是悬垂段与流线段的连接点,易发生疲劳破坏,进而危及整个采油系统的安全。该区域有部分初始悬空的立管会浸入海底,与土壤发生相互作用,同时涉及到大变形与非线性。所以,触地点是钢悬链立管数值分析的难点,需要展开针对性的研究。本文针对深海钢悬链立管的动力分析及触地点的疲劳特性问题进行深入研究,主要工作如下:1、考虑海洋环境,建立基于非线性弹簧的钢悬链立管Lumped-Mass有限元耦合模型。探讨了钢悬链立管的发展及数值分析、疲劳分析的研究进展,在此基础上明确了研究方法,确立触地点为立管整体分析过程中需要重点关注的区域。借助P-y曲线考虑土壤的三维非线性反力,用修正后的Morison方程仿真海洋环境载荷,最终成功构造立管数值模型,并通过实验分析验证了该模型的合理性。2、展开多工况非线性动力分析,得到立...
【文章来源】：上海交通大学上海市 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】：
钢悬链立管示意图
载荷作用后的 P-y 曲线如图 2-2 所示，按下式计算：13500.5( )uP yP y=500 3yy< < 500.06 (15 ) 0.72Ru R RP x xy xP x y x = +503 15yy< < 0.72u RP xP x=5015yy> 图 2-1 静载荷 P-y 曲线Fig.2-1 Static Load P-y Curve
C 为土体不排水抗剪强度， γ 为土体有效容重， x 为计算点深度，J 为无因次常数（其值在0.25~0.5之间、土较硬则取小值），D为管桩直径。对于短期静载荷作用后的P-y曲线如图2-3所示，按下式计算：14500.5( )uP yP y=500 16yy< < (2.11)1uPP=5016yy> (2.12)对于循环载荷，则先取得短期静载荷作用后的P-y曲线，确定载荷循环施加的次数N，对若干个 /uP P 值，由实验室获得的关系确定循环反复载荷对位移的影响系数C, 如果缺乏试验数据，可以按下式求得：50lgc sy = y + y C N(2.13)由此，以P-cy 曲线定义的N次循环加载后的土抗力
本文编号：3386853
【文章来源】：上海交通大学上海市 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】：
钢悬链立管示意图
载荷作用后的 P-y 曲线如图 2-2 所示，按下式计算：13500.5( )uP yP y=500 3yy< < 500.06 (15 ) 0.72Ru R RP x xy xP x y x = +503 15yy< < 0.72u RP xP x=5015yy> 图 2-1 静载荷 P-y 曲线Fig.2-1 Static Load P-y Curve
C 为土体不排水抗剪强度， γ 为土体有效容重， x 为计算点深度，J 为无因次常数（其值在0.25~0.5之间、土较硬则取小值），D为管桩直径。对于短期静载荷作用后的P-y曲线如图2-3所示，按下式计算：14500.5( )uP yP y=500 16yy< < (2.11)1uPP=5016yy> (2.12)对于循环载荷，则先取得短期静载荷作用后的P-y曲线，确定载荷循环施加的次数N，对若干个 /uP P 值，由实验室获得的关系确定循环反复载荷对位移的影响系数C, 如果缺乏试验数据，可以按下式求得：50lgc sy = y + y C N(2.13)由此，以P-cy 曲线定义的N次循环加载后的土抗力
本文编号：3386853
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