近年來我國加快開發(fā)南海資源的腳步,因此研發(fā)具有自主核心技術(shù)的深海工程裝備已成為優(yōu)先任務(wù)。鋼懸鏈立管（SCR）是進行深海資源開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備,它具有復(fù)雜的非線性動力特性,其獨特的結(jié)構(gòu)形式為設(shè)計、制造、安裝和安全服役提出了新挑戰(zhàn)。觸地點（TDP）是鋼懸鏈立管最初接觸到海床的部位,也是結(jié)構(gòu)分析的特征點。該位置是懸垂段與流線段的連接點,易發(fā)生疲勞破壞,進而危及整個采油系統(tǒng)的安全。該區(qū)域有部分初始懸空的立管會浸入海底,與土壤發(fā)生相互作用,同時涉及到大變形與非線性。所以,觸地點是鋼懸鏈立管數(shù)值分析的難點,需要展開針對性的研究。本文針對深海鋼懸鏈立管的動力分析及觸地點的疲勞特性問題進行深入研究,主要工作如下:1、考慮海洋環(huán)境,建立基于非線性彈簧的鋼懸鏈立管Lumped-Mass有限元耦合模型。探討了鋼懸鏈立管的發(fā)展及數(shù)值分析、疲勞分析的研究進展,在此基礎(chǔ)上明確了研究方法,確立觸地點為立管整體分析過程中需要重點關(guān)注的區(qū)域。借助P-y曲線考慮土壤的三維非線性反力,用修正后的Morison方程仿真海洋環(huán)境載荷,最終成功構(gòu)造立管數(shù)值模型,并通過實驗分析驗證了該模型的合理性。2、展開多工況非線性動力分析,得到立... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋼懸鏈立管示意圖

載荷作用后的 P-y 曲線如圖 2-2 所示，按下式計算：13500.5( )uP yP y=500 3yy< < 500.06 (15 ) 0.72Ru R RP x xy xP x y x = +503 15yy< < 0.72u RP xP x=5015yy> 圖 2-1 靜載荷 P-y 曲線Fig.2-1 Static Load P-y Curve

C 為土體不排水抗剪強度， γ 為土體有效容重， x 為計算點深度，J 為無因次常數(shù)（其值在0.25~0.5之間、土較硬則取小值），D為管樁直徑。對于短期靜載荷作用后的P-y曲線如圖2-3所示，按下式計算：14500.5( )uP yP y=500 16yy< < (2.11)1uPP=5016yy> (2.12)對于循環(huán)載荷，則先取得短期靜載荷作用后的P-y曲線，確定載荷循環(huán)施加的次數(shù)N，對若干個 /uP P 值，由實驗室獲得的關(guān)系確定循環(huán)反復(fù)載荷對位移的影響系數(shù)C, 如果缺乏試驗數(shù)據(jù)，可以按下式求得：50lgc sy = y + y C N(2.13)由此，以P-cy 曲線定義的N次循環(huán)加載后的土抗力


本文編號：3386853