針對含初始橢圓度缺陷的海底管道在彎矩和水壓聯(lián)合作用下的屈曲破壞問題,基于薄壁假定,選擇能夠描述管道應變和曲率隨位移變化的幾何方程,采用流動理論建立應力增量與應變增量之間的關系,采用三角級數(shù)對位移函數(shù)進行離散,列出管道的初始橢圓度缺陷的形式,最終基于虛功原理建立了復雜載荷作用下管道的理論模型.通過控制軸向曲率和外部水壓的增量及加載順序,在MATLAB中對由虛功原理推導出的非線性方程組進行數(shù)值求解,從而得到管道在不同加載路徑下的極限承載力.同時運用有限元計算軟件,在合理控制了剛體位移和邊界條件的基礎上實現(xiàn)對彎矩和水壓載荷的分步加載,得到了彎矩和水壓聯(lián)合作用下的管道有限元模型,計算管道的承載性能并與理論模型進行對比,驗證了理論模型的準確性.之后,以管道缺陷截面在壓潰瞬間的橢圓度為計算指標,采用有限元方法分別計算不同加載路徑下的管道破壞形式,從而對彎矩和水壓聯(lián)合作用下的管道壓潰破壞機理進行探究.研究結果表明:彎矩載荷對管道承壓能力的削弱作用主要體現(xiàn)在彎矩對Mises應力和截面橢圓度的增大兩個方面,在彎矩載荷較小時,橢圓度的影響起主要作用;外壓—彎矩加載路徑下管道的承載性能較低的原因是缺陷截面在...

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【文章目錄】：
1 理論模型
    1.1 幾何方程
    1.2 本構關系
    1.3 虛功方程
    1.4 求解過程
2 有限元模型
    2.1 建模過程
    2.2 模型驗證
3 復雜載荷的屈曲破壞機理分析
    3.1 彎矩對壓潰壓力的影響
    3.2 不同加載路徑變形截面分析
4 結論



本文編號：3862741