【摘要】：張緊器是海上鋪管的核心設備,其履帶板上橡膠墊塊與管壁之間的微動摩擦磨損特性直接影響鋪管的安全性。開展張緊器用橡膠材料的微動摩擦學特性研究,能夠為張緊器摩擦學系統(tǒng)設計以及管線張力調(diào)控策略提供理論指導,保證張緊器安全、高效運行,同時也可以豐富和發(fā)展橡膠的微動摩擦學理論。本文依據(jù)張緊器鋪管實際工況,建立了橡膠墊塊與管壁接觸系統(tǒng)的摩擦學模型,開展了張緊器用橡膠墊塊/混凝土摩擦副切向微動試驗,并用ABAQUS對橡膠的切向微動行為進行有限元模擬。采用三維激光顯微鏡和掃描電鏡對橡膠磨損形貌進行觀測,結(jié)合試驗和有限元模擬結(jié)果的動力學特性分析,研究張緊器用橡膠墊塊切向微動運行行為及磨損機理,主要研究結(jié)果如下:(1)根據(jù)摩擦力-位移曲線,得到了橡膠切向微動的運行工況微動圖,隨著位移幅值的增加,微動運行區(qū)域依次運行于部分滑移區(qū)、混合區(qū)、完全滑移區(qū),摩擦系數(shù)曲線的波動性也越來越大。(2)位移幅值較小時,橡膠表面中間區(qū)域處于黏著狀態(tài),邊緣處于微滑狀態(tài),隨著位移幅值增加,微滑區(qū)逐漸擴大,直到整個接觸區(qū)域都出現(xiàn)相對滑動。黏著區(qū)有輕微的疲勞損傷,微滑區(qū)會發(fā)生固有磨粒磨損和卷曲磨損。(3)橡膠表面的磨粒磨損程度與相對滑移量和切應力的乘積密切相關。von Mises應力可以很好的預測橡膠表面容易發(fā)生破壞的位置,von Mises應力大的地方橡膠更容易發(fā)生破壞。
【圖文】：

（a）雙履帶張緊器 （b）四履帶張緊器圖 1.1 張緊器結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 1.1 Structure of tensioner1.2.2 張緊器鋪管流程

圖1.2張緊器鋪管流程
【學位授予單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE973.92

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