海洋粘接性管道结构设计及水动力分析
发布时间：2021-03-06 10:21
海洋粘接性管道是连接生产平台和浮式储油轮之间的关键油气传输装备,其由钢丝、帘线编织层和橡胶等通过硫化工艺粘结而成,为典型的多层缠绕层合结构,因此给粘接性管道的力学行为分析带来了较大的困难。目前粘接性管道的设计技术多被国外公司所垄断,因此对其结构进行设计对国内粘接性管道发展具有积极意义;另一方面,在海洋环境下管道的水动力学行为较为复杂,分析其动力响应可有效避免管道的振动破坏。因此,分析管道的力学性能和动力响应对探究管道的结构设计和控制有着重要的工程意义。本文首先介绍了粘接性管道的工程背景、结构特征及管道的振动特性,并对本文的研究意义进行了阐述。其次,针对此种结构,从目前对类似结构的研究现状出发,根据海洋粘接性管道的相关结构特点,采用复合材料的相关理论对其结构的力学性能指标进行推导,得到结构的拉伸刚度、弯曲刚度和爆破压力的理论推导公式。然后,对具体的海洋粘接性管道结构建立有限元模型,通过提取相关的参数与荷载之间的关系,得到结构的拉伸刚度、弯曲刚度和爆破压力的数值结果,并对比理论结果与数值结果之间的差别,以验证理论推导的可行性。同时,本文对某12寸管道进行了爆破压力测试,通过对比爆破压力的试...
【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】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 粘接性管道应用背景
1.2 粘结性管道结构特点
1.3 粘接性管道研究现状
1.3.1 粘接性管道结构的研究现状
1.3.2 管内流体运动研究现状
1.4 本文研究内容及意义
2 粘接性管道理论设计分析方法
2.1 粘接性管道失效模式
2.2 粘接性管道的材料选择及其性能
2.3 粘接性管道理论分析
2.3.1 粘接性管道拉伸性能
2.3.2 粘接性管道弯曲性能
2.3.3 粘接性管道内压性能
2.4 本章小结
3 粘接性管道数值模拟与分析
3.1 三维等效数值模型简化与建立
3.1.1 材料设置
3.1.2 单元选取以及网格划分
3.1.3 接触、约束与加载
3.2 数值结果与分析
3.2.1 管道拉伸结果对比
3.2.2 管道弯曲结果对比
3.2.3 管道内压结果对比
3.3 本章小结
4 考虑管内流的粘接性管道水动力分析
4.1 粘接性管道模型建立
4.2 系统的振动方程
4.2.1 波浪力确定
4.2.2 运动方程
4.3 有限元计算
4.3.1 求解
4.4 算例计算及分析
4.4.1 无控制情况
4.4.2 有控制情况
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]专家谈南海油气资源开发的深水装备趋势[J]. 本刊编辑部. 广东造船. 2016(03)
[2]西太平洋非生物资源勘探开发现状与发展趋势[J]. 李金蓉,万芳芳. 国土资源情报. 2015(03)
[3]纤维绳缠绕增强复合管拉伸有限元分析[J]. 白勇,张尹,杨红刚. 低温建筑技术. 2015(01)
[4]中国海洋经济的国际地位——四大产业比较[J]. 胡振宇. 开放导报. 2013(01)
[5]南海油气资源综述及开发战略设想[J]. 公衍芬,杨文斌,谭树东. 海洋地质与第四纪地质. 2012(05)
[6]走近“海洋石油981”深水钻井平台[J]. 史三东. 国防科技工业. 2012(06)
[7]海上漂浮输油软管拉伸与弯曲力学特性[J]. 徐慧,张彩莹,罗延生,徐业峻,朱永凯. 油气储运. 2012(04)
[8]油气资源国际合作的研究述评[J]. 方伟,雷涯邻,安海忠. 资源与产业. 2011(02)
[9]海洋石油用管的发展现状和前景展望[J]. 张业圣,李志卫. 钢管. 2009(05)
[10]国外近海停泊及海上输油胶管的发展(一)[J]. 梁西正,王维相,翁亚栋. 世界橡胶工业. 2009(08)
博士论文
[1]水下生产系统脐带缆的结构设计与验证[D]. 卢青针.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]海洋非粘结柔性管道接头结构设计与分析研究[D]. 李翔云.大连理工大学 2014
[2]海洋输油立管安全控制模型的研究与仿真系统设计[D]. 李林野.华南理工大学 2013
[3]脐带缆结构设计与分析方法研究[D]. 杨志勋.大连理工大学 2012
[4]海洋复合材料柔性管的力学性能和优化设计[D]. 曾季芳.大连理工大学 2009
[5]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
[6]输流管道流固耦合振动特性分析[D]. 曹亮.昆明理工大学 2004
本文编号：3066926
【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】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 粘接性管道应用背景
1.2 粘结性管道结构特点
1.3 粘接性管道研究现状
1.3.1 粘接性管道结构的研究现状
1.3.2 管内流体运动研究现状
1.4 本文研究内容及意义
2 粘接性管道理论设计分析方法
2.1 粘接性管道失效模式
2.2 粘接性管道的材料选择及其性能
2.3 粘接性管道理论分析
2.3.1 粘接性管道拉伸性能
2.3.2 粘接性管道弯曲性能
2.3.3 粘接性管道内压性能
2.4 本章小结
3 粘接性管道数值模拟与分析
3.1 三维等效数值模型简化与建立
3.1.1 材料设置
3.1.2 单元选取以及网格划分
3.1.3 接触、约束与加载
3.2 数值结果与分析
3.2.1 管道拉伸结果对比
3.2.2 管道弯曲结果对比
3.2.3 管道内压结果对比
3.3 本章小结
4 考虑管内流的粘接性管道水动力分析
4.1 粘接性管道模型建立
4.2 系统的振动方程
4.2.1 波浪力确定
4.2.2 运动方程
4.3 有限元计算
4.3.1 求解
4.4 算例计算及分析
4.4.1 无控制情况
4.4.2 有控制情况
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]专家谈南海油气资源开发的深水装备趋势[J]. 本刊编辑部. 广东造船. 2016(03)
[2]西太平洋非生物资源勘探开发现状与发展趋势[J]. 李金蓉,万芳芳. 国土资源情报. 2015(03)
[3]纤维绳缠绕增强复合管拉伸有限元分析[J]. 白勇,张尹,杨红刚. 低温建筑技术. 2015(01)
[4]中国海洋经济的国际地位——四大产业比较[J]. 胡振宇. 开放导报. 2013(01)
[5]南海油气资源综述及开发战略设想[J]. 公衍芬,杨文斌,谭树东. 海洋地质与第四纪地质. 2012(05)
[6]走近“海洋石油981”深水钻井平台[J]. 史三东. 国防科技工业. 2012(06)
[7]海上漂浮输油软管拉伸与弯曲力学特性[J]. 徐慧,张彩莹,罗延生,徐业峻,朱永凯. 油气储运. 2012(04)
[8]油气资源国际合作的研究述评[J]. 方伟,雷涯邻,安海忠. 资源与产业. 2011(02)
[9]海洋石油用管的发展现状和前景展望[J]. 张业圣,李志卫. 钢管. 2009(05)
[10]国外近海停泊及海上输油胶管的发展(一)[J]. 梁西正,王维相,翁亚栋. 世界橡胶工业. 2009(08)
博士论文
[1]水下生产系统脐带缆的结构设计与验证[D]. 卢青针.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]海洋非粘结柔性管道接头结构设计与分析研究[D]. 李翔云.大连理工大学 2014
[2]海洋输油立管安全控制模型的研究与仿真系统设计[D]. 李林野.华南理工大学 2013
[3]脐带缆结构设计与分析方法研究[D]. 杨志勋.大连理工大学 2012
[4]海洋复合材料柔性管的力学性能和优化设计[D]. 曾季芳.大连理工大学 2009
[5]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
[6]输流管道流固耦合振动特性分析[D]. 曹亮.昆明理工大学 2004
本文编号：3066926
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3066926.html
