【摘要】：油氣資源是當(dāng)前世界上主要的能源供給,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對(duì)于油氣資源的開采已經(jīng)從淺海轉(zhuǎn)向深海,對(duì)于深水水下結(jié)構(gòu)物的性能分析是當(dāng)前我國發(fā)展海洋石油事業(yè)的重要方向。海洋管道結(jié)構(gòu)作為海洋油氣生產(chǎn)系統(tǒng)中的“生命線”,對(duì)其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行深入研究具有現(xiàn)實(shí)意義和必要性。由于深水環(huán)境中的高靜水壓力,因此本文將重點(diǎn)放在海洋管道結(jié)構(gòu)在靜水壓力作用下的屈曲失效問題的研究上。本文首先通過理論推導(dǎo),提出了針對(duì)厚壁管的臨界壓力計(jì)算式,并將其擴(kuò)展到夾層管臨界屈曲壓力的計(jì)算。而后又利用ABAQUS有限元軟件建立了深水水下夾層管的有限元數(shù)值模型,對(duì)于夾層管結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了非線性屈曲數(shù)值模擬以及特征值屈曲數(shù)值模擬分析,探討了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)夾層管屈曲特性影響。本文主要分為4章,主要內(nèi)容如下:(1)介紹了深水水下夾層管結(jié)構(gòu),引出了夾層管結(jié)構(gòu)在使用過程中面臨的屈曲失效問題,整理了前人關(guān)于管道屈曲問題的研究,說明了本文研究?jī)?nèi)容的必要性。(2)通過在厚壁圓管中引入塑性屈服層和開裂層的方法,理論推導(dǎo)出了厚壁圓管在外壓作用下的臨界屈曲壓力求解公式,并且基于層間無粘結(jié)假設(shè),將該方法推廣應(yīng)用到非粘結(jié)夾層管結(jié)構(gòu)臨界屈曲壓力的計(jì)算,利用本文的計(jì)算方法對(duì)于單層管和夾層管的臨界屈曲壓力進(jìn)行了計(jì)算,并與現(xiàn)有的研究結(jié)果進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了計(jì)算方法的合理性。(3)敘述了利用有限元數(shù)值法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的具體流程,總結(jié)了ABAQUS中對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行屈曲分析的方法,具體介紹了利用有限元數(shù)值法對(duì)于管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行屈曲穩(wěn)定性分析的理論基礎(chǔ)。(4)運(yùn)用有限元方法建立了外壓作用下夾層管的數(shù)值計(jì)算模型,對(duì)中間層材料為應(yīng)變硬化水泥基的夾層管進(jìn)行了非線性屈曲分析和特征值屈曲分析,通過廣泛的參數(shù)分析,研究了幾何參數(shù)以及材料參數(shù)對(duì)夾層管結(jié)構(gòu)屈曲性能的影響。
【圖文】：

海底石油開采

具有不同中間層材料的夾層管線
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE973.92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2709414