在海洋資源開發(fā)過程中,各種結構形式的鋼管和柔性管道是輸送油氣資源的主要裝備,面對復雜苛刻的海洋環(huán)境,管道抵抗各種荷載的性能至關重要,其中管道的抗外壓性能越來越成為各類油氣輸送管道的重要評價指標�？雇鈮盒阅苁艿蕉喾N因素的影響,既有自身材料和結構的影響,也有其它復雜組合荷載的影響,這給海洋油氣輸送管道的設計帶來很大的不便。本文以無縫鋼管和鋼帶加強型柔性管道為研究對象對多因素影響下的海洋管道抗壓潰性能進行了分析。研究采用理論、實驗、有限元相結合的方式展開,以理論為基礎剖析壓潰機理,以實驗結果為指導驗證理論分析和有限元模型的正確性,以有限元分析為主要研究手段,通過大量的仿真計算研究各因素對管道抗壓潰性能的影響規(guī)律。文中首先對各種壓潰理論進行了總結,包括經(jīng)典彈性壓潰理論、塑性壓潰理論、DNV規(guī)范等,并對其適用性進行了討論。隨后設計實驗研究了初始橢圓度、彎曲荷載的影響,并基于實驗結果進行有限元分析,研究表明:初始橢圓度、彎曲荷載是影響抗壓潰性能的重要因素,初始橢圓度或彎曲荷載的增加都會使極限壓潰值顯著下降。材料屈服強度、管道所受拉伸荷載對抗壓潰性能有一定的影響,但影響很小,在抗壓潰設計中可以選擇強... 

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

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 海洋管道介紹
        1.2.1 海洋鋼管
        1.2.2 海洋柔性管道
        1.2.3 荷載工況分析
    1.3 海洋管道壓潰失效分析研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要工作
2 考慮非線性的鋼管壓潰分析
    2.1 壓潰理論
        2.1.1 經(jīng)典彈性壓潰理論
        2.1.2 塑性壓潰理論
        2.1.3 考慮橢圓度的DNV規(guī)范公式
    2.2 試驗研究
        2.2.1 材料試驗
        2.2.2 壓潰試驗
    2.3 有限元數(shù)值模擬
        2.3.1 模型建立與網(wǎng)格劃分
        2.3.2 材料參數(shù)設置
        2.3.3 荷載和邊界條件設置
        2.3.4 結果提取與對比分析
    2.4 考慮橢圓度的壓潰理論適用性研究
    2.5 參數(shù)分析
        2.5.1 初始橢圓度
        2.5.2 材料非線性
    2.6 本章小結
3 考慮復雜荷載的鋼管壓潰分析
    3.1 考慮復雜荷載的壓潰理論
    3.2 考慮彎曲荷載的壓潰研究
        3.2.1 彎曲壓潰試驗研究
        3.2.2 彎曲壓潰有限元模擬
        3.2.3 考慮彎曲荷載的壓潰分析
    3.3 考慮軸向荷載的壓潰研究
    3.4 本章小結
4 多因素影響下的鋼管壓潰分析
    4.1 橢圓度、彎曲荷載聯(lián)合作用下的壓潰分析
    4.2 橢圓度、拉伸荷載聯(lián)合作用下的壓潰分析
    4.3 橢圓度、拉伸、彎曲荷載聯(lián)合作用下的壓潰分析
    4.4 本章小結
5 鋼帶加強型柔性管壓潰分析
    5.1 試驗研究
        5.1.1 材料試驗
        5.1.2 壓潰試驗
        5.1.3 試驗結果分析
    5.2 有限元模擬
        5.2.1 模型建立與網(wǎng)格劃分
        5.2.2 邊界條件、荷載、相互作用關系
        5.2.3 結果分析
    5.3 柔性管抗壓潰性能敏感度分析
        5.3.1 摩擦系數(shù)
        5.3.2 屈服強度
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]全球海洋油氣勘探開發(fā)特征及趨勢分析[J]. 吳林強,張濤,徐晶晶,郭旺,黃林.  國際石油經(jīng)濟. 2019(03)
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[3]海洋油氣資源的勘探與開發(fā)研究[J]. 滕驥,呂玉娟,馮自興,馮凱龍.  化工管理. 2018(36)
[4]探討海洋石油勘探開發(fā)與環(huán)境保護[J]. 韓志強,范松.  石化技術. 2018(11)
[5]考慮間隙影響的海洋非粘結柔性管道內壓失效預測分析研究[J]. 高博,楊志勛,吳尚華,盧青針,韓海超,閻軍,岳前進.  中國造船. 2018(03)
[6]深海剛性跨接管彎管強度關鍵影響因素研究[J]. 余建星,蔡曉雄,余楊,徐立新,薛陸豐,馮鑫欣.  海洋工程. 2018(01)
[7]基于失效模式的深海玻纖增強柔性管截面設計[J]. 潘俊,顏廷俊,李鵬,叢日峰.  工程塑料應用. 2017(11)
[8]鋼懸鏈立管的敏感性分析與疲勞壽命預估[J]. 祝慶斌,王瑋,康莊,劉小飛.  中國海洋平臺. 2017(01)
[9]國產海底軟管在海上油氣田的應用[J]. 陳海.  石油機械. 2016(05)
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博士論文
[1]鋼帶纏繞復合管力學性能及可靠性分析[D]. 劉婷.浙江大學 2018
[2]玻璃纖維增強軟管力學性能研究[D]. 林珊穎.哈爾濱工程大學 2017
[3]徑向壓力作用下非粘結柔性管極限承載力研究[D]. 原帥.浙江大學 2017
[4]深水柔性立管及附件設計的關鍵力學問題研究[D]. 湯明剛.大連理工大學 2015

碩士論文
[1]海洋粘接性管道結構設計及水動力分析[D]. 秦安壯.大連理工大學 2018
[2]非粘結柔性管道徑向承壓能力設計與分析研究[D]. 高博.大連理工大學 2018
[3]非粘結型柔性管道抗壓潰分析與實驗驗證[D]. 王彩山.大連理工大學 2015
[4]含缺陷功能梯度材料圓柱殼的彈塑性屈曲研究[D]. 吳鈺川.華南理工大學 2015
[5]海洋非粘結柔性管抗壓潰設計與實驗驗證研究[D]. 趙冠男.大連理工大學 2013
[6]我國海洋油氣開發(fā)及國際合作研究[D]. 趙津.中國海洋大學 2012



本文編號：3559395