弯曲作用下凹陷海管剩余极限强度研究

发布时间：2024-04-13 11:00

　　在海洋油气开发中,海底管道一直占据着重要位置,各国学者对其可靠性进行了广泛研究.环境因素或人为因素常常会使海底管道表面产生机械损伤,降低管道极限强度,导致管道失效概率的增加.凹陷是管道表面最典型的机械损伤形式,易造成管壁及截面的永久变形,还可能诱发裂纹、凹槽等其他缺陷,这对管道的可靠性极为不利.文中采用试验与数值仿真相结合的方式,以无缝钢管为对象,对弯曲作用下凹陷海管的剩余极限强度展开研究,探讨了凹陷类型及凹陷深度等参数对管道极限强度的影响.

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【部分图文】：

图1Q345B管道试样应力-应变关系曲线

表1钢管试件主要参数管道类型外径D/mm厚度t/mm长度L/mm材料质量/(kg·m-1)无缝海管16882200Q345B31.251.2凹陷类型及尺寸

图2平滑形和曲折形凹陷示意图

表2各试件凹陷状况试件编号压头类型凹陷类型凹陷方向凹陷深度/mm#1#2A平滑型环向15#3A平滑型斜向15#4A平滑型轴向15#5B曲折型环向15注:1号-完好无凹陷管道.1.3四点弯曲试验

图3四点弯曲试验布置示意图

四点弯曲试验装置主要由支持基座、加载压头、平衡梁、液压油顶和压力传感器等部分组成,其布置情况见图3(凹陷均位于顶部受压面).管道下方的支持基座为马鞍形,能很好地限制管道端部的垂向和侧向位移,同时允许管道的轴向位移.载荷的施加由位于平衡梁上方的四个液压油顶实现.经分配梁传递后,载荷....

图4曲率测量示意图

图3四点弯曲试验布置示意图首先进行无缺陷的完好管道的逐次崩溃试验,逐步加大液压油顶载荷,使得作用在钢管试件上的弯矩不断增加,相对应钢管试件的曲率也不断增大.作用在钢管试件的弯矩小于70kN·m时,弯矩和曲率的关系基本呈线性变化,随着弯矩的进一步增加,曲率迅速变大,当曲率增大到....

本文编号：3952937