FLNG（Floating Liquefied Natural Gas）,即浮式液化天然氣儲存裝置,是一種新型的海上浮式LNG生產(chǎn)系統(tǒng),該系統(tǒng)集成了天然氣的液化、儲存和裝卸為一體,并配合穿梭油輪進(jìn)行液態(tài)天然氣的運(yùn)輸。FLNG低溫柔性管道可用于液化天然氣的傳輸,是FLNG系統(tǒng)的關(guān)鍵組成裝備。金屬波紋管作為FLNG低溫柔性管道的內(nèi)襯層,直接與低溫傳輸介質(zhì)接觸,其主要功能為承受內(nèi)壓、密封介質(zhì)。因此波紋管結(jié)構(gòu)的安全性能至關(guān)重要。扭轉(zhuǎn)屈曲失穩(wěn)是FLNG低溫柔性管道內(nèi)襯波紋管主要的失效模式之一。而目前對波紋管失效模式的研究主要集中在波紋管承受軸向和橫向載荷時的強(qiáng)度失效,對波紋管承受扭轉(zhuǎn)荷載時的失穩(wěn)分析研究依舊不充分,相關(guān)行業(yè)規(guī)范中對此部分內(nèi)容的規(guī)定也相對不夠完善;并且低溫軟管的超低溫的操作環(huán)境對材料性能有較大影響。本文針對上述問題,考慮鋼材在-163℃的材料性能,詳細(xì)開展了扭轉(zhuǎn)載荷下波紋管結(jié)構(gòu)的屈曲失穩(wěn)研究,并總結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)對管道抗失穩(wěn)性能的影響規(guī)律,本文工作具體包括如下3部分。首先,采用等效柱模型對波紋管的扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)行為進(jìn)行了理論分析。理論分析結(jié)果表明波紋管的扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性與其彎曲剛度正相關(guān)。建立了... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 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
        1.1.1 FLNG（Floating Liquid Natural Gas, FLNG）低溫柔性管道介紹
        1.1.2 低溫柔性管道基本結(jié)構(gòu)形式
        1.1.3 FLNG低溫柔性管道內(nèi)襯層波紋管介紹
        1.1.4 研究問題及意義
    1.2 國內(nèi)外研究方法與現(xiàn)狀
        1.2.1 波紋管的力學(xué)性能研究
        1.2.2 波紋管的穩(wěn)定性能研究
        1.2.3 波紋管的扭轉(zhuǎn)行為研究
    1.3 本文研究內(nèi)容與意義
2 波紋管屈曲分析及尺寸參數(shù)對結(jié)構(gòu)剛度的敏感性分析
    2.1 波紋管屈曲分析的理論模型
    2.2 FLNG低溫柔性管道內(nèi)襯層波紋管有限元模型
        2.2.1 管道幾何、材料參數(shù)描述
        2.2.2 波紋管結(jié)構(gòu)有限元分析模型的建立
        2.2.3 約束與荷載
    2.3 波紋管道截面剛度力學(xué)特性分析
        2.3.1 波紋管拉伸力學(xué)行為特征與結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的敏感性分析
        2.3.2 波紋管彎曲力學(xué)行為特征與結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的敏感性分析
        2.3.3 波紋管扭轉(zhuǎn)力學(xué)行為特征與結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的敏感性分析
    2.4 本章小結(jié)
3 扭轉(zhuǎn)載荷下波紋管的線性屈曲分析
    3.1 管道結(jié)構(gòu)線性屈曲分析基本理論
    3.2 U型波紋管的兩種有限元模型
    3.3 波紋管扭轉(zhuǎn)荷載作用下線性屈曲分析
        3.3.1 波紋管扭轉(zhuǎn)屈曲模態(tài)
        3.3.2 波數(shù)對波紋管扭轉(zhuǎn)屈曲性能的影響
        3.3.3 波距對波紋管扭轉(zhuǎn)屈曲性能的影響
        3.3.4 波高對波紋管扭轉(zhuǎn)屈曲性能的影響
        3.3.5 壁厚對波紋管扭轉(zhuǎn)屈曲性能的影響
    3.4 本章小節(jié)
4 扭轉(zhuǎn)載荷下波紋管的非線性屈曲分析研究
    4.1 波紋管結(jié)構(gòu)后屈曲分析介紹
    4.2 扭轉(zhuǎn)載荷下波紋管后屈曲數(shù)值分析模型的驗(yàn)證
    4.3 結(jié)構(gòu)幾何缺陷對波紋管扭轉(zhuǎn)后屈曲穩(wěn)定性的影響
        4.3.1 壁厚對波紋管扭轉(zhuǎn)后屈曲穩(wěn)定性的影響
        4.3.2 波紋管偏心對扭轉(zhuǎn)后屈曲穩(wěn)定性的影響
    4.4 扭轉(zhuǎn)載荷下幾何非線性和物理非線性對波紋管后屈曲穩(wěn)定性的影響
        4.4.1 幾何非線性對波紋管扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的影響
        4.4.2 扭轉(zhuǎn)載荷下考慮彈塑性本構(gòu)影響的螺旋波紋管后屈曲失穩(wěn)分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 主要研究結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A Lanczos法提取特征值
附錄B 修正的Riks法
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況



本文編號：2931478