本文關(guān)鍵詞：海洋柔性管道拉彎組合疲勞試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：海洋非粘結(jié)復(fù)合柔性管道是深水油氣開發(fā)不可缺少的裝備,隨著我國對(duì)深水油氣資源開發(fā)的需求增加,需要大量使用深水動(dòng)態(tài)柔性管道。由于柔性管道的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,目前的理論與數(shù)值方法都不能準(zhǔn)確的模擬管道的結(jié)構(gòu)力學(xué)行為。特別是動(dòng)態(tài)柔性管道在位時(shí)的疲勞壽命分析,目前還不能進(jìn)行有效的數(shù)值模擬,通常需要進(jìn)行模擬實(shí)際工況的疲勞壽命試驗(yàn)。目前,在國外只有少數(shù)國家進(jìn)行了柔性管道模擬在位工況的疲勞壽命實(shí)驗(yàn)。我國近些年開始了對(duì)柔性管道的設(shè)計(jì)與制造研究,但是尚沒有開展模擬在位工況的疲勞實(shí)驗(yàn),一方面是國內(nèi)沒有研發(fā)成實(shí)用的柔性管道,另一方面尚沒有研發(fā)成實(shí)用的疲勞試驗(yàn)機(jī)。本文全面的考慮柔性管道上彎段的實(shí)際工況,利用計(jì)算控制的作動(dòng)器真實(shí)模擬管道在位時(shí)浮體升沉與橫搖,實(shí)現(xiàn)了目前常見海洋柔性管道加速疲勞試驗(yàn),使試驗(yàn)試件的加載情況與管道在位實(shí)際相符合,以此保證試驗(yàn)試件疲勞損傷與實(shí)際相符合。本文基于疲勞試驗(yàn)機(jī)的概念設(shè)計(jì)原理,全面進(jìn)行了試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì),并對(duì)重要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值仿真分析。對(duì)于深海柔性管道由于工況復(fù)雜,荷載較大,在試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)管道約束結(jié)構(gòu)有較高的要求,采用框架式結(jié)構(gòu)。針對(duì)其特點(diǎn)本文進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析,并創(chuàng)建三維模型,應(yīng)用有限元軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力和疲勞性能分析,然后利用動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)試驗(yàn)機(jī)擺頭部分進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,研究各鉸接處的受力變化情況,為后續(xù)試驗(yàn)機(jī)連接軸承以及作動(dòng)器設(shè)計(jì)提供依據(jù)。本文最后針對(duì)淺海柔性管道工況特性,設(shè)計(jì)了一種新型無框架式小型拉彎組合疲勞試驗(yàn)機(jī)。該試驗(yàn)機(jī)能更加方便調(diào)整距離和更換擺頭以適用于各種不同工況的淺海柔性管道疲勞試驗(yàn)。文中對(duì)試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析論證,并創(chuàng)建試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)的三維模型,同時(shí)對(duì)試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模擬和動(dòng)力學(xué)分析,以驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案,保證試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)的安全性能。本文設(shè)計(jì)研究的疲勞試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算分析,效果良好,填補(bǔ)國內(nèi)的空白,各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到國際先進(jìn)水平。
【關(guān)鍵詞】：海洋管道 全尺寸疲勞試驗(yàn) 拉彎組合 有限元
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE973.92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 選題背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外柔性管道疲勞試驗(yàn)現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 國外柔性管道疲勞試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展10-14
• 1.2.2 國內(nèi)柔性管道疲勞試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展概況14-15
• 1.3 本文主要內(nèi)容15-16
• 2 海洋柔性管道拉彎組合疲勞試驗(yàn)分析16-28
• 2.1 疲勞分析理論16-17
• 2.1.1 疲勞概念16
• 2.1.2 疲勞壽命分析方法16-17
• 2.1.3 疲勞損傷累積理論17
• 2.2 海洋柔性管道疲勞分析理論17-21
• 2.2.1 海洋柔性管道結(jié)構(gòu)形式17-20
• 2.2.2 海洋柔性管道疲勞分析20-21
• 2.3 海洋柔性管道疲勞試驗(yàn)技術(shù)21-26
• 2.3.1 海洋柔性管道在位工況21-23
• 2.3.2 海洋柔性管道載荷分析23-25
• 2.3.3 海洋柔性管道全尺寸疲勞試驗(yàn)原理25-26
• 2.4 拉彎組合疲勞試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)介紹26-28
• 3 大型框架式拉彎組合疲勞試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)分析28-56
• 3.1 框架式試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-42
• 3.1.1 試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)加載能力設(shè)計(jì)28-30
• 3.1.2 試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論30-33
• 3.1.3 試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)方案33-36
• 3.1.4 試驗(yàn)機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)36-42
• 3.2 框架式試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)有限元模擬42-49
• 3.2.1 有限元方法及ANSYS介紹42-43
• 3.2.2 框架式試驗(yàn)機(jī)ANSYS建模及加載43-46
• 3.2.3 框架式試驗(yàn)機(jī)ANSYS靜力及疲勞分析46-49
• 3.3 框架式試驗(yàn)機(jī)擺頭動(dòng)力學(xué)仿真49-56
• 3.3.1 框架式試驗(yàn)機(jī)ADAMS建模50-52
• 3.3.2 框架式試驗(yàn)機(jī)ADAMS仿真分析52-56
• 4 無框架式小型拉彎組合疲勞試驗(yàn)機(jī)介紹56-69
• 4.1 無框架式試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)56-61
• 4.1.1 無框架式試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)加載能力設(shè)計(jì)56-57
• 4.1.2 無框架式試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)57-61
• 4.2 無框架式試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)有限元模擬61-64
• 4.2.1 無框架式試驗(yàn)機(jī)ANSYS建模及加載61-63
• 4.2.2 無框架式試驗(yàn)機(jī)ANSYS靜力及疲勞分析63-64
• 4.3 無框架式試驗(yàn)機(jī)擺頭動(dòng)力學(xué)仿真64-69
• 4.3.1 無框架式試驗(yàn)機(jī)ADAMS建模64-65
• 4.3.2 無框架式試驗(yàn)機(jī)ADAMS仿真分析65-69
• 5 結(jié)論與展望69-70
• 5.1 結(jié)論69
• 5.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況73-74
• 致謝74-75

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