浅海竖L型悬空管道三维动力响应分析

发布时间：2021-04-22 20:39

　　海底管道不仅会在平直段出现悬空,膨胀弯管处也会出现悬空,此时水平悬空段与垂直立管段整体呈L型并长期处于波浪海流激励下,波流作用引起的动力响应及疲劳损伤不容忽视。基于向量式有限元（VFIFE）法,考虑三向管土接触作用,建立了考虑往复运动时侧向土抗力位移模型,采用非线性STOKES五阶波模拟了波流联合作用下埕岛水域某竖L型海底悬空管道的动力响应,并对考虑波流联合作用以及底端管卡松动的特殊情况下的动力响应进行了分析,评价其对疲劳寿命的影响。结果表明:对于两端固定的竖L型海底悬空管道,最不利点为管卡处,其次为管土分离点、弯头处以及跨中,共四个潜在危险点,其中,跨中的应力峰值较小;考虑波流联合作用与不考虑波流联合作用差别显著;只有横向约束的管卡在管道最小疲劳寿命方面优于固定管卡;考虑侧向往复运动土体作用理论对管道整体的应力以及疲劳影响较小,但对跨中及管土分离点处的位移影响较大。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(20)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
1 模型的建立与求解
    1.1 质点控制方程
    1.2 控制方程的求解
    1.3 质点所受外力
        1.3.1 土体力
        1.3.2 流体力计算模型
    1.4 疲劳计算
2 数值分析
3 结 论


【参考文献】：
期刊论文
[1]Lateral Global Buckling of Submarine Pipelines Based on the Model of Nonlinear Pipe–Soil Interaction[J]. LIU Run,WANG Xiu-yan.  China Ocean Engineering. 2018(03)
[2]海底管道悬空段边界条件仿真[J]. 王鑫.  信息记录材料. 2017(05)
[3]基于向量式有限元的深水顶张力立管动力响应分析[J]. 李效民,张林,牛建杰,韩永庆,郭海燕.  振动与冲击. 2016(11)
[4]裸置海底管道侧向往复运动土抗力试验研究[J]. 唐友刚,张少洋,王臻魁,刘成义,刘旭平.  哈尔滨工程大学学报. 2016(01)
[5]海底管线整体屈曲过程中土体水平向阻力模型研究[J]. 刘润,刘文彬,洪兆徽,王乐.  岩土力学. 2015(09)
[6]海底双层保温管的悬空数值模拟[J]. 倪玲英,刘秉德,詹燕民,刘锦昆.  船海工程. 2014(06)
[7]砂土对埋设管线约束作用的模型试验研究[J]. 刘润,闫澍旺,王洪播,张军,徐余.  岩土工程学报. 2011(04)
[8]非线性管土耦合条件下悬跨管道涡激振动响应时域预报[J]. 艾尚茂,孙丽萍.  船舶力学. 2010(11)
[9]考虑边界土体性质悬跨管道振动特性分析[J]. 胡家顺,冯新,周晶.  大连理工大学学报. 2010(03)

博士论文
[1]波浪作用下埕岛油田海底管线稳定性数值分析[D]. 远航.中国海洋大学 2009



本文编号：3154432