复合载荷下缺陷海管剩余极限强度研究

论文摘要

作为重要的战略资源,石油和天然气在能源结构中始终占据着主导地位。海洋是油气资源的主要来源之一。海底管道是海上油气资源开发的重要组成部分,具有安全、高效、经济等特点,被称为海上“生命线”。由于所处环境复杂,海底管道表面时常出现各类缺陷,这些缺陷可能引起管道结构极限承载能力的降低,易引发安全事故,导致巨大的经济损失和严重的环境污染。因此有必要及时对含缺陷管道的剩余极限强度进行评估,制定相应措施,在保证安全的同时,避免不必要的修复和更换,从而提升管道经济效益。本文结合理论分析、管道试验与有限元计算,对复合载荷下含凹槽、凹陷及组合缺陷海底管道的剩余极限强度开展研究,分析了不同载荷工况下各缺陷管道的极限承载能力。具体的研究工作包括:（1）以实际工程中的无缝钢管为研究对象,设计并开展了全尺寸管道四点弯曲试验。进行了纯弯作用以及内压和弯矩联合作用下管道的极限强度试验,分析了内压对于管道极限弯矩承载力的影响。在管道试件上分别制造了凹槽、凹陷、组合缺陷三种缺陷,探究了不同缺陷形式和缺陷位置对于管道剩余极限强度的影响效应。（2）采用ABAQUS对复合载荷下含缺陷海管的剩余极限强度进行了有限元计算,将计算得到的极限弯矩承载力、管道弯曲失效形式和弯曲过程中的弯矩-曲率关系与试验结果进行了对比分析,验证了所用有限元模型及方法的有效性。此外,还对凹陷和组合缺陷的制造过程进行了数值模拟,分析了缺陷形成过程中的回弹行为,通过与试验结果的对比验证回弹模型的有效性。（3）通过非线性有限元方法,分别对含不同类型缺陷的管道进行了参数敏感性分析。改变缺陷的长度、宽度、深度等因素,建立了管道的系列模型,控制不同的管道内部压力开展了系列有限元计算,得到了各模型在不同工况下的极限弯矩承载力。此后将各因素对管道剩余极限强度的影响效应进行了分析总结。研究对于准确评估海底管道剩余极限强度,有效评价受损海管适用性,提升管道安全和经济效益均具有积极意义。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 冯欣润

导师: 李俊敏,裴志勇

关键词: 海底管道,剩余极限强度,缺陷,复合载荷,全尺寸试验

来源: 武汉理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 武汉理工大学

分类号: P756.2

DOI: 10.27381/d.cnki.gwlgu.2019.001767

总页数: 109

文件大小: 6543K

下载量: 25

相关论文文献

• [1].弯曲作用下凹陷海管剩余极限强度研究[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2020(01)
• [2].考虑累积塑性的船舶裂纹板剩余极限强度[J]. 船舶工程 2020(09)
• [3].77m鱿鱼钓船结构极限强度分析[J]. 南方农机 2019(06)
• [4].破损集装箱船剩余极限强度的研究[J]. 武汉船舶职业技术学院学报 2017(03)
• [5].含裂纹损伤箱型梁剩余扭转极限强度研究[J]. 舰船科学技术 2016(07)
• [6].船舶与海洋工程结构极限强度分析[J]. 科技资讯 2015(07)
• [7].油船实际装载操作中的极限强度校核[J]. 船舶工程 2019(S2)
• [8].加筋板结构后极限强度行为影响参数研究[J]. 哈尔滨工业大学学报 2015(05)
• [9].中心穿透裂纹板在复杂载荷作用下的剩余极限强度分析[J]. 舰船科学技术 2009(08)
• [10].随机点蚀损伤钢板的极限强度预测[J]. 工程力学 2018(12)
• [11].极限强度对船体整体设计过程的关键影响分析[J]. 舰船科学技术 2018(24)
• [12].油轮侧撞损伤后剩余极限强度快速预报方法[J]. 中国舰船研究 2014(06)
• [13].关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨[J]. 中国高新区 2018(04)
• [14].双向受压裂纹板剩余极限强度分析[J]. 中国舰船研究 2017(05)
• [15].齿板连接胶合竹的节点极限强度试验研究[J]. 工业建筑 2016(07)
• [16].关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨[J]. 山东工业技术 2019(08)
• [17].船体极限强度试验小比尺相似模型研究[J]. 船舶工程 2010(02)
• [18].极限强度状态下钢—混凝土组合梁的有效宽度[J]. 钢结构 2008(12)
• [19].破损船体的极限强度估算[J]. 中国舰船研究 2008(03)
• [20].基于船冰碰撞的含凹陷损伤加筋板极限强度研究[J]. 舰船科学技术 2019(09)
• [21].水下爆炸载荷作用下舰船结构极限强度研究[J]. 舰船科学技术 2010(03)
• [22].含点蚀损伤船体加筋板在纵向压力下的极限强度[J]. 船舶工程 2018(07)
• [23].内河散货船总纵极限强度可靠性分析[J]. 船海工程 2017(02)
• [24].基于船舶与海洋工程结构极限强度的探究[J]. 科技展望 2016(31)
• [25].后激活增强效应研究进展[J]. 文体用品与科技 2020(06)
• [26].加筋板屈曲和极限强度有限元计算方法研究[J]. 船海工程 2013(06)
• [27].破损散货船剩余极限强度的评估与分析[J]. 中国舰船研究 2008(06)
• [28].火灾中集装箱船剩余极限强度研究[J]. 海洋工程 2018(01)
• [29].含裂纹加筋板在压缩载荷下的剩余极限强度试验研究[J]. 船舶力学 2018(02)
• [30].双向正交密加筋板的极限强度研究[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2013(05)

标签：海底管道论文;  剩余极限强度论文;  缺陷论文;  复合载荷论文;  全尺寸试验论文;