作為海洋資源開采過程中重要的運輸裝備,海洋柔性管道是一種多層復合結(jié)構(gòu)的管道,是關系海洋資源開發(fā)的“生命線”。海洋柔性管道由金屬層和高分子材料層共同組成,具有可設計性強、彎曲剛度小、強度高、抗疲勞性以及抗腐蝕性好、便于安裝的優(yōu)點,廣泛應用于海上油氣開采過程以及海上油氣運輸?shù)母鱾�階段,特別適用于深水海洋油氣開采。當管道運輸?shù)囊后w為高溫時,管道各層材料性能會發(fā)生變化,可能導致護套層變形、破損致使液體泄漏,進而影響周圍海洋生態(tài)環(huán)境。因此,本文基于企業(yè)項目,對海洋柔性管道材料進行熱物性分析及其對力學行為影響的研究,分析柔性管道受溫度變化可能產(chǎn)生的破壞形式,總結(jié)其失效模式,并對其服役可靠性進行分析。通過本文的研究,為實際工程中柔性管道的截面設計及其優(yōu)化提供建議和參考。本文的研究內(nèi)容如下:本文基于數(shù)值模擬與模擬實驗相結(jié)合的方法,對柔性管道進行溫度場分析。首先分析海洋工程應用環(huán)境,明確柔性管道的工作條件及荷載。其次,針對柔性管道各層材料,通過實驗分析金屬與非金屬材料性能參數(shù),如彈性模量、導熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)等隨溫度變化的規(guī)律。再次,基于熱傳導微分方程,建立柔性管道溫度場分析模型,以ABAQUS有限元軟... 

【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)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 柔性管道工程應用背景
    1.2 柔性管道的結(jié)構(gòu)及特點
        1.2.1 柔性管道的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 柔性管道的特點
    1.3 柔性管道研究現(xiàn)狀
        1.3.1 柔性管道結(jié)構(gòu)分析方法
        1.3.2 管道溫度場分析方法
        1.3.3 高分子材料分析
    1.4 本文研究內(nèi)容
2 柔性管道材料熱物性分析
    2.1 柔性管道用材料的選擇
    2.2 柔性管道材料性能隨溫度變化分析
        2.2.1 彈性模量受溫度影響分析
        2.2.2 材料的線膨脹系數(shù)隨溫度變化性能分析
        2.2.3 材料的導熱系數(shù)隨溫度變化性能分析
        2.2.4 理論熱阻計算
    2.3 材料性能隨溫度變化規(guī)律
    2.4 本章小結(jié)
3 管道溫度場分析
    3.1 管道溫度場理論分析
    3.2 管道溫度場模型建立
        3.2.1 溫度場數(shù)學模型建立
        3.2.2 管道幾何模型建立
        3.2.3 基本假設
        3.2.4 管道溫度場分析
    3.3 管道溫度場分布模擬實驗
        3.3.1 模擬管道溫度分布測試
        3.3.2 管道熱變形模擬實驗
        3.3.3 實驗結(jié)果及分析
    3.4 管道溫度場結(jié)果對比分析
    3.5 本章小結(jié)
4 管道熱力耦合分析
    4.1 管道熱力耦合模型建立
    4.2 管道力學性能受溫度場影響分析
    4.3 結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 管道受溫度影響的實例分析
    5.1 溫度壓力循環(huán)實驗
    5.2 結(jié)果分析
        5.2.1 內(nèi)壓對管道的影響
        5.2.2 溫度對管道的影響
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)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]非粘接柔性管力學性能驗證實驗方法研究[J]. 趙林,田志飛.  中國水運(下半月). 2013(12)
[2]初始幾何缺陷對海底管道橫向屈曲的影響[J]. 劉羽霄,葛濤,李昕,周晶.  大慶石油學院學報. 2011(03)
[3]世界深水油氣勘探現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)[J]. 白云程,周曉惠,萬群,孫敬杰,孟凡宇.  特種油氣藏. 2008(02)
[4]世界海洋油氣資源勘探現(xiàn)狀[J]. 江懷友,潘繼平,邵奎龍,韓彤,管曉生.  中國石油企業(yè). 2008(03)
[5]一種復合材料彈性模量的計算方法[J]. 柏振海,黎文獻,羅兵輝,王日初,張迎元.  中南大學學報(自然科學版). 2006(03)
[6]管道當量直徑的計算[J]. 王靜波.  遼寧石油化工大學學報. 2005(03)
[7]延遲焦化1 Cr5 Mo爐管使用狀況分析[J]. 胡傳順,韋達剛,秦華,陳志軍,張淑娟.  石油化工高等學校學報. 2004(03)
[8]雙層鎧裝海底光纜抗拉強度的計算[J]. 董俊宏,王瑛劍,趙四新,王旭東.  光纖與電纜及其應用技術. 2004(01)
[9]電廠過熱器和再熱器專家診斷系統(tǒng)[J]. 張建生,呂欣榮,徐海波.  中國能源. 2002(12)
[10]大峪口硫酸廠余熱鍋爐低溫過熱器管爆管分析[J]. 黃鴻,畢豫江.  磷肥與復肥. 2003(01)

博士論文
[1]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]深水柔性管道骨架層加工力學研究[D]. 隋云杰.大連理工大學 2015
[2]深水柔性立管抗疲勞設計關鍵力學問題研究[D]. 楊嬋.大連理工大學 2015
[3]海洋柔性管道抗拉鎧裝鋼絲加工力學行為分析[D]. 代超.大連理工大學 2015
[4]非粘結(jié)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
[5]卷管式鋪管法施工卷盤過程研究[D]. 鄧磊.中國海洋大學 2014
[6]海洋柔性管道加工工藝力學研究[D]. 李鵬.大連理工大學 2014
[7]海洋非粘結(jié)柔性管道結(jié)構(gòu)設計與分析研究[D]. 王野.大連理工大學 2013
[8]海洋復合材料柔性管的力學性能和優(yōu)化設計[D]. 曾季芳.大連理工大學 2009



本文編號：3560118