海底石油資源是海底能源的重要組成,目前我國(guó)正在加大力度進(jìn)行海洋石油的開發(fā),而海底輸油管線是海洋石油開采工程的重要組成部分。海底輸油軟管是由不同功能層組合而成的新型復(fù)合管線,相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼管外敷混凝土管線而言,軟管具有耐腐蝕性、撓性以及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。在國(guó)外,這種復(fù)合軟管已應(yīng)用于石油開采等領(lǐng)域,但其價(jià)格較高。鑒于海底輸油軟管的優(yōu)良特性,我國(guó)研制開發(fā)出價(jià)位相對(duì)合理的鋼絲纏繞增強(qiáng)橡膠軟管,其特性優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼質(zhì)管線。出于對(duì)深海使用條件及海洋環(huán)境安全等方面的考慮,鋼絲纏繞增強(qiáng)橡膠輸油軟管尚未投入使用,需要首先對(duì)其力學(xué)性能以及可靠性進(jìn)行相關(guān)研究。本課題來(lái)源于遼寧省科技廳博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目(L20101089),針對(duì)我國(guó)研制開發(fā)的海底輸油軟管,采用理論研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的技術(shù)路線,對(duì)其在各種功能荷載作用下的靜力響應(yīng)以及力學(xué)性能進(jìn)行相關(guān)研究,并提出以下結(jié)論。(1)增強(qiáng)層本構(gòu)關(guān)系的研究是海底輸油軟管力學(xué)分析的基礎(chǔ)。運(yùn)用材料力學(xué)分析中回形模型預(yù)測(cè)管線增強(qiáng)層的彈性常數(shù),通過(guò)坐標(biāo)變換,提出了管線增強(qiáng)層在結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系下的剛度矩陣；然后運(yùn)用宏觀復(fù)合材料力學(xué)探討了軟管截而內(nèi)力與中性層應(yīng)變之間的關(guān)系,從而提出軟管內(nèi)任意... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)建筑大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 前言
        1.1.2 傳統(tǒng)海底管線功能失效原因
        1.1.3 海底輸油軟管的優(yōu)越性
    1.2 復(fù)合管的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 復(fù)合管的發(fā)展動(dòng)態(tài)
        1.2.2 復(fù)合管的種類、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
        1.2.3 鋼骨架增強(qiáng)復(fù)合管
    1.3 鋼絲纏繞增強(qiáng)復(fù)合管研究進(jìn)展
    1.4 本文的主要目的和研究?jī)?nèi)容
第二章 海底輸油軟管本構(gòu)關(guān)系分析
    2.1 前言
    2.2 軟管的結(jié)構(gòu)特征
        2.2.1 相內(nèi)各組分工程彈性參數(shù)
        2.2.2 基本假設(shè)
    2.3 鋼絲纏繞增強(qiáng)層單層板的本構(gòu)關(guān)系
        2.3.1 回型模型
        2.3.2 單層板的工程常數(shù)預(yù)測(cè)
        2.3.3 柱坐標(biāo)系的工程彈性常數(shù)
    2.4 海底輸油軟管的彈性特征
        2.4.1 基本假設(shè)
        2.4.2 軟管的整體剛度矩陣
    2.5 小結(jié)
第三章 軟管在內(nèi)壓和橫向荷載作用下的靜力響應(yīng)解析解答
    3.1 前言
    3.2 模型參數(shù)
    3.3 假設(shè)與理論分析
    3.4 管線的理論分析
        3.4.1 在內(nèi)壓作用下鋼絲增強(qiáng)橡膠管的靜力響應(yīng)
        3.4.2 在橫向荷載作用下鋼絲增強(qiáng)橡膠管的靜力響應(yīng)
    3.5 小結(jié)
第四章 參數(shù)化有限元模型的建立
    4.1 前言
    4.2 有限元法模型
        4.2.1 ANSYS簡(jiǎn)要介紹
        4.2.2 模型的結(jié)構(gòu)與特性
        4.2.3 單位制和坐標(biāo)系的選擇
        4.2.4 軟管單元類型的選擇
        4.2.5 具體建模過(guò)程
    4.3 軟管的幾何參數(shù)對(duì)建模過(guò)程的影響
        4.3.1 鋼絲在橡膠中的纏繞角對(duì)建模過(guò)程的影響
        4.3.2 橡膠層-鋼絲-橡膠層之間對(duì)建模過(guò)程的影響
        4.3.3 管線內(nèi)部狀態(tài)對(duì)建模過(guò)程的影響
    4.4 小結(jié)
第五章 輸油軟管靜力響應(yīng)分析
    5.1 有限元法計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的比較實(shí)例
    5.2 鋼絲最佳平衡纏繞角的研究
    5.3 靜力性能的結(jié)果分析與研究
        5.3.1 橫向荷載作用下軟管力學(xué)性能分析
        5.3.2 內(nèi)壓作用下軟管力學(xué)性能分析
        5.3.3 管線懸跨長(zhǎng)度對(duì)管線力學(xué)性能的分析
    5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：2905897