疲勞破壞是海底管道的主要失效形式之一。本文采用英國規(guī)范BS7910對含缺陷的海底管道管跨的裂紋進行安全評估，估算在一定載荷水平下的管道失效臨界裂紋尺寸。通過把管道裂紋的發(fā)展過程分為裂紋萌生和擴展兩個階段，分別采用局部應力應變法分析裂紋萌生階段，采用斷裂力學裂紋擴展理論循環(huán)續(xù)循環(huán)的方法分析裂紋擴展階段。論文完成的主要工作有:1、不規(guī)則波的模擬。通過OrcaFlex波浪載荷計算軟件采用規(guī)則波模擬不規(guī)則波以計算獲得管道的應力時歷。2、管跨計算模型的建立。對管跨模型采用不同約束條件和跨長分別計算在同一種波浪載荷作用下的應力時歷并且分析管跨不同部位的應力分布。3、管道缺陷的失效評估。采用英國規(guī)范BS7910中等級2B的工程斷裂評定方法，分別計算缺陷的應力強度因子和參考應力，使用失效評估圖估計缺陷在一定載荷條件下的失效尺寸。4、裂紋萌生壽命計算。把管道裂紋的發(fā)展過程分為裂紋萌生和擴展兩個階段。采用局部應力應變法計算缺陷的局部應力應變，并且計入載荷順序的影響，計算得到管道不同危險點的裂紋擴展壽命。5、裂紋擴展壽命計算。計算管道缺陷在每次載荷作用下裂紋擴展后的應力強度因子幅值，將幅值代入到裂紋擴展速率... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 BS7910 規(guī)范的研究
        1.2.2 局部應力應變法
        1.2.3 裂紋擴展壽命計算
    1.3 論文的主要工作
第2章 海底管道管跨力學分析模型
    2.1 概述
    2.2 管跨形成原因及影響
    2.3 不規(guī)則波的模擬
    2.4 計算實例
        2.4.1 計算應力
        2.4.2 應力結果
    2.5 本章小結
第3章 管道裂紋失效評估
    3.1 概述
    3.2 各等級的評估方法介紹
        3.2.1 計算應力
        3.2.2 評估方法
        3.2.3 缺陷尺寸和評估數據
    3.3 簡單評估——等級一
        3.3.1 等級 1A
        3.3.2 等級 1B
    3.4 常規(guī)評估——等級二
        3.4.1 等級 2A
        3.4.2 等級 2B
    3.5 延性撕裂評估——等級三
        3.5.1 延性撕裂分析步驟
        3.5.2 等級三的 3 種評估
    3.6 算例
    3.7 本章小結
第4章 裂紋萌生壽命計算
    4.1 概述
    4.2 局部應力應變法的內容
        4.2.1 材料的疲勞性能
        4.2.2 局部應力應變分析
        4.2.3 損傷計算及累積損傷規(guī)律
    4.3 局部應力應變分析
        4.3.1 循環(huán)應力應變曲線
        4.3.2 局部應力的計算
        4.3.3 應變壽命曲線的計算
    4.4 裂紋萌生壽命計算
        4.4.1 名義應變歷程的獲得
        4.4.2 局部應力應變分析
        4.4.3 累積損傷計算
    4.5 計算實例
    4.6 本章小結
第5章 裂紋擴展壽命計算
    5.1 概述
    5.2 斷裂力學理論
    5.3 應力強度因子的計算方法
    5.4 疲勞裂紋擴展速率模型
    5.5 影響裂紋擴展速率的因素
        5.5.1 平均應力的影響
        5.5.2 裂紋初始狀態(tài)
        5.5.3 應力強度因子幅值門檻值
        5.5.4 材料參數與計算模型
    5.6 管道裂紋擴展壽命計算
        5.6.1 計算流程
        5.6.2 計算實例
    5.7 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]局部應力應變Neuber法與有限元求法的比較[J]. 舒陶,任宏光,郭克平.  彈箭與制導學報. 2009(01)
[4]海底管道渦激振動疲勞可靠性分析[J]. 余建星,傅明煬,楊懌,杜尊峰.  天津大學學報. 2008(11)
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[6]水下懸跨管道動力響應分析[J]. 包日東,聞邦椿.  振動與沖擊. 2007(08)
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博士論文
[1]深海立管渦激振動疲勞損傷預報方法研究[D]. 王一飛.上海交通大學 2008

碩士論文
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[4]基于ANSYS軟件實現Spar平臺的波浪載荷動力分析[D]. 于海龍.哈爾濱工程大學 2008
[5]FRP阻裂增強梁的有限元分析與試驗研究[D]. 谷建義.重慶交通大學 2008
[6]若干復雜缺陷平面彈性問題的復變方法研究[D]. 郭懷民.內蒙古師范大學 2007
[7]X56海底管線的ECA評估[D]. 劉俊龑.天津大學 2004
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[9]海底管線斷裂疲勞分析及軟件開發(fā)[D]. 付勇.浙江大學 2004



本文編號：3185959