立管是連接海上平臺與海底設(shè)備的重要部件,管中管形式（tube-in-tube）因其特有的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于頂張緊式立管（TTR）上。在現(xiàn)有規(guī)范中,針對管中管結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析,一般采用等效模型進(jìn)行整體分析,在此基礎(chǔ)上單獨(dú)校核各層立管；該設(shè)計(jì)思想存在一定的缺陷,即在多層管系統(tǒng)中,當(dāng)各層單管變形相差較大的情況下,該方法不能模擬各層立管之間的相互作用,導(dǎo)致其計(jì)算結(jié)果和真實(shí)情況相差較大。因此,本文在國家“863”計(jì)劃子課題“頂張緊式立管（TTR）設(shè)計(jì)與安裝關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目的資助下,針對適用于張力腿平臺（TLP）的TTR立管,研究了管中管結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬計(jì)算方法及其在環(huán)境載荷作用下的動力響應(yīng)問題。 本文采用ABAQUS/AQUA對管中管結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬,針對給定的環(huán)境條件首先確定一種合理的扶正器分配方案,之后分別計(jì)算在四種不同張緊力分配情況下內(nèi)外管的等效應(yīng)力、彎矩、位移以及扶正器的受力情況；根據(jù)計(jì)算結(jié)果,本文提出了一種合理的多層管扶正器設(shè)置方案及內(nèi)外管頂張力分配方案。在此基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步研究了頂張力系數(shù)、內(nèi)外管間隙、海流以及波浪等參數(shù)的變化對TTR管中管結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響。 分析結(jié)果表明：... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.3 本文研究內(nèi)容
2 管中管結(jié)構(gòu)及環(huán)境載荷
    2.1 管中管結(jié)構(gòu)介紹
    2.2 管頂部張緊力及頂張力系數(shù)(TTF)
        2.2.1 立管的有效張力與真實(shí)張力
        2.2.2 表觀重力
        2.2.3 頂張力系數(shù)介紹
    2.3 環(huán)境載荷
        2.3.1 海流載荷
        2.3.2 波浪載荷
    2.4 本章小結(jié)
3 等效管非線性動力分析
    3.1 管中管結(jié)構(gòu)等效原則
    3.2 管的運(yùn)動控制方程及其時域解析方法
    3.3 環(huán)境參數(shù)
    3.4 TLP平臺的運(yùn)動特征
        3.4.1 TLP平臺的運(yùn)動自由度
        3.4.2 平臺的縱蕩運(yùn)動特性
    3.5 OrcaFlex計(jì)算結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
4 管中管結(jié)構(gòu)隨機(jī)非線性動力分析
    4.1 多層管模型介紹
        4.1.1 約束模型(KC Model)
        4.1.2 間隙模型(GAP Model)
    4.2 分析計(jì)算流程
    4.3 計(jì)算參數(shù)
        4.3.1 立管頂部運(yùn)動時程曲線
        4.3.2 立管參數(shù)
        4.3.3 扶正器分布方案的確定
        4.3.4 內(nèi)外管張緊力分配方案
    4.4 動力分析數(shù)值結(jié)果及討論
    4.5 本章小結(jié)
5 管中管動力分析的參數(shù)敏感性分析
    5.1 頂張力系數(shù)(TTF)對立管非線性動力響應(yīng)的影響
    5.2 內(nèi)外管間隙對管中管非線性動力響應(yīng)的影響
    5.3 海流流速對立管非線性動力響應(yīng)的影響
    5.4 波浪對立管非線性動力響應(yīng)的影響
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Stress Analysis of Top Tensioned Riser Under Random Waves and Vessel Motions[J]. LI Xiaomin1),GUO Haiyan1),and MENG Fanshun2) 1) College of Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266100,P.R.China 2) College of Marine Geo-science,Ocean University of China,Qingdao 266100,P.R.China.  Journal of Ocean University of China. 2010(03)
[2]雙層立管在船舶撞擊作用下結(jié)構(gòu)行為分析[J]. 丁紅巖,樂叢歡,張浦陽.  船舶力學(xué). 2010(08)
[3]平臺運(yùn)動對深水鉆井隔水管非線性動力響應(yīng)的影響(英文)[J]. 王騰,張修占,朱為全.  船舶力學(xué). 2010(06)
[4]Nonlinear Dynamic Analysis of Deepwater Drilling Risers Subjected to Random Loads[J]. 暢元江,陳國明,孫友義,許亮斌,彭朋.  China Ocean Engineering. 2008(04)
[5]深水資源：中國能源可持續(xù)發(fā)展的重要領(lǐng)域——訪中國海洋石油總公司副總工程師曾恒一院士[J]. 馬珉,呂學(xué)謙.  高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2008(12)
[6]平臺運(yùn)動下深水鉆井隔水管非線性動力響應(yīng)研究[J]. 王騰,張修占,朱為全.  海洋工程. 2008(03)
[7]深水鉆井隔水管的準(zhǔn)靜態(tài)非線性分析[J]. 暢元江,陳國明,孫友義,許亮斌.  中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(03)
[8]深水鉆井隔水管時域非線性動態(tài)響應(yīng)分析技術(shù)研究[J]. 許亮斌,暢元江,蔣世全,陳國明.  中國海上油氣. 2008(02)
[9]復(fù)雜條件下雙層立管的有限元分析[J]. 周宏杰,閆澍旺,孫國民.  海洋工程. 2004(01)
[10]深水開發(fā)中的海底管道和海洋立管[J]. 宋儒鑫.  船舶工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息. 2003(06)

碩士論文
[1]基于頂張緊式立管動力分析的關(guān)鍵參數(shù)研究[D]. 楊洪彪.大連理工大學(xué) 2010
[2]鋼懸鏈線立管的ANSYS非線性有限元分析[D]. 高秦嶺.中國海洋大學(xué) 2010
[3]張力腿平臺TTR立管壁厚設(shè)計(jì)研究[D]. 張睿.大連理工大學(xué) 2009
[4]深水立管渦激振動的耦合模擬及抑制方法研究[D]. 任大朋.大連理工大學(xué) 2006
[5]水下立管載荷與運(yùn)動計(jì)算分析[D]. 王丹丹.大連理工大學(xué) 2006



本文編號：3677912