本文關(guān)鍵詞：淺海輸氣管道墜物碰撞損傷過(guò)程動(dòng)力響應(yīng)分析

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【摘要】：隨著海洋油氣的大力開(kāi)發(fā),海底油氣管道得到越來(lái)越廣泛的使用。相比于陸上管道,海底管道失效后,修復(fù)極為困難。淺海輸氣管道作為海底油氣管道重要的組成部分,多集中于近岸海域,管道周?chē)Ｓ驖O場(chǎng)、航道眾多,受第三方活動(dòng)造成的墜物撞擊破壞的可能性大。因此,有必要對(duì)管道的墜物碰撞損傷過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析,以尋求合理的防護(hù)措施,保障管道的安全運(yùn)行。本文首先對(duì)墜物沖擊荷載作用下海底管道結(jié)構(gòu)損傷分析的研究方法進(jìn)行了分析總結(jié),確定從簡(jiǎn)化解析法和數(shù)值分析法兩個(gè)角度對(duì)淺海輸氣管道墜物碰撞損傷過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析。采用非完全彈性碰撞理論—?jiǎng)恿渴睾愣捎?jì)算方法,計(jì)算了墜物沖擊力的大小;進(jìn)而對(duì)沖擊荷載在覆土層和混凝土層中的傳遞進(jìn)行了分析,計(jì)算出了管道在墜物沖擊荷載作用下的內(nèi)力,并對(duì)淺海輸氣管道進(jìn)行了失效判斷。通過(guò)簡(jiǎn)化解析法對(duì)淺海輸氣管道墜物碰撞損傷過(guò)程的動(dòng)力響應(yīng)情況進(jìn)行了分析。針對(duì)淺海輸氣管道的特殊結(jié)構(gòu),考慮到墜物碰撞損傷過(guò)程中的幾何非線(xiàn)性、材料非線(xiàn)性及非線(xiàn)性接觸等力學(xué)行為,選用Workbench LS-DYNA軟件對(duì)淺海輸氣管道墜物碰撞的動(dòng)力響應(yīng)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,建立了非線(xiàn)性的淺海輸氣管道墜物碰撞損傷過(guò)程分析模型。通過(guò)模擬計(jì)算得到墜物碰撞過(guò)程中管道的動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程曲線(xiàn),揭示了淺海輸氣管道墜物碰撞損傷過(guò)程中的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律�；跀�(shù)值模擬的結(jié)果,討論了撞擊能量(墜物速度與質(zhì)量)、管道壁厚、管道鋼材等級(jí)、管道內(nèi)壓、墜物形狀、管道埋深、混凝土防護(hù)層厚度和撞擊位置對(duì)淺海輸氣管道墜物碰撞損傷的影響規(guī)律。采用正交試驗(yàn)法進(jìn)行了多因素敏感性分析,依據(jù)因素的敏感性大小對(duì)主要影響因素的臨界值進(jìn)行了分析。最后,將數(shù)值模擬分析得出的結(jié)論與結(jié)構(gòu)可靠性分析理論相結(jié)合,對(duì)淺海輸氣管道墜物碰撞損傷過(guò)程的動(dòng)力響應(yīng)分析在可靠性分析中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探討。對(duì)某淺海輸氣管道進(jìn)行可靠性分析,提出相應(yīng)的防護(hù)措施,為解決實(shí)際工程中受損管道安全性評(píng)估等問(wèn)題提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TE973

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本文編號(hào)：1287619