海洋柔性管道疲劳强度分析

发布时间：2017-05-31 21:09

  本文关键词：海洋柔性管道疲劳强度分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：海洋柔性管道相对于刚性管道,具有挠性大、耐腐蚀、易铺设,并同时拥有刚性管道相近的抗拉伸的性能,被广泛的应用于海底石油开采系统中。用于立管领域的海洋柔性管道由于长期处于风、浪、流作用下的复杂海况,极易产生疲劳破坏。海洋柔性管道,在国外技术相对成熟,并在海底水平管领域及海洋立管领域得到广泛的应用。而国内的海洋柔性管事业起步晚,技术相对落后。现如今,国内自主研发的海洋柔性管道只在水平管领域得到应用,在立管领域尚处空白。而海洋柔性管道要在海洋立管领域得到应用,疲劳试验是必不可少的。在海洋柔性管道的疲劳试验设计过程中,疲劳强度分析是重要的一环,也是必不可少的一环。本文针对海洋柔性管道疲劳强度分析这一主题展开相关研究。本文对海洋柔性管道疲劳强度分析的研究主要包括三个方面：管道疲劳寿命计算、管道局部静荷载分析和生产误差对曲率计算的影响。此外,在海洋柔性管道疲劳寿命计算的基础上,综合规范规定及工程实际需要,对疲劳试验工况进行设计。其中,在海洋柔性管道疲劳寿命计算中,采用数值模拟的方法进行计算分析,即借助Orcaflex软件、ABAQUS软件及MATLAB软件进行以下分析：立管整体水动力分析、试验荷载等效、应力幅值计算、疲劳寿命计算。此项工作对疲劳试验工况的设计以及疲劳试验机的研制有重要的意义。
【关键词】：柔性管道 疲劳强度 疲劳寿命 局部静荷载
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P756.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-22
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 海洋柔性管道简介10-14
• 1.3 防弯器简介14-16
• 1.4 疲劳荷载及加载装置简介16-17
• 1.5 国内外研究现状17-21
• 1.6 本文主要工作21-22
• 2 疲劳分析理论22-30
• 2.1 疲劳及其研究方法概述22-26
• 2.2 疲劳强度-寿命曲线26-27
• 2.3 疲劳累计损伤理论27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 疲劳寿命计算及试验工况设计30-66
• 3.1 立管整体水动力分析31-44
• 3.2 试验荷载等效44-49
• 3.3 应力幅值计算49-59
• 3.4 疲劳寿命计算59-62
• 3.5 疲劳试验工况设计62-65
• 3.6 本章小结65-66
• 4 管道局部静荷载分析66-79
• 4.1 有限元模型66-70
• 4.2 模型荷载施加70-72
• 4.3 计算结果72-78
• 4.4 本章小结78-79
• 5 生产误差对曲率计算的影响79-85
• 5.1 计算模型79-80
• 5.2 计算结果80-84
• 5.3 本章小结84-85
• 6 总结与展望85-87
• 6.1 总结85-86
• 6.2 展望86-87
• 参考文献87-92
• 致谢92-93
• 个人简历及发表论文93

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本文编号：410645