深海裸置管道的側(cè)向屈曲數(shù)值模擬研究.pdf

1、為了滿足深海油氣輸送的正常工作條件，海底油氣輸送管道的溫度已經(jīng)超過100℃，在高溫高壓條件下工作的海底油氣輸送管道得到了廣泛應(yīng)用。然而高溫高壓海底管道可能發(fā)生整體屈曲，由管道的整體屈曲引起的管道局部屈曲、管道的強(qiáng)度破壞以及隨之而發(fā)生的疲勞失效會(huì)對海底油氣輸送管道正常運(yùn)營造成影響，因此研究海底管道的整體屈曲特性有重要的意義。
　　本文首先基于Hobbs的屈曲管道模態(tài)模式對管道整體屈曲的一階模態(tài)進(jìn)行理論推導(dǎo);之后基于ABAQUS軟件，

2、使用隱式動(dòng)力算法分析具有初始缺陷的海底管道的整體屈曲特性，探究溫度、應(yīng)力和屈曲變形幅值之間的關(guān)系。最后考慮長輸管道的溫度應(yīng)力和管道鋪設(shè)的地形影響，提出兩種典型傾斜海床的模型，對比研究平整海床和傾斜海床上的管道側(cè)向整體屈曲的變形與應(yīng)力分布，探索了不同海底地形對于管道應(yīng)力和位移分布的影響規(guī)律。主要結(jié)論如下:
　　(1)推導(dǎo)了管道發(fā)生一階整體側(cè)向屈曲的過程中，軸向最大應(yīng)力的最小值和對應(yīng)的屈曲位移與環(huán)境載荷無關(guān)，僅與管道自身參數(shù)有關(guān)。

3、r>　　(2)隨著溫度的升高，管道首先在初始缺陷處產(chǎn)生變形，當(dāng)管道側(cè)向位移發(fā)生跳躍式增長時(shí)，管道發(fā)生側(cè)向整體屈曲。當(dāng)初始缺陷處的側(cè)向屈曲位移增大到一定值時(shí)，管道會(huì)在初始缺陷管段結(jié)構(gòu)的兩邊出現(xiàn)和初始側(cè)向位移相反的位移。因?yàn)楣艿纼啥藶楣潭s束，故升溫結(jié)束后管道兩端的軸力最大，由管道兩端到管道中部軸力基本呈線性減小。
　　(3)平整海床上管道的應(yīng)力和位移在管道中點(diǎn)處達(dá)到最大值，管道在中點(diǎn)處安全性最差。
　　(4)沿管道軸向傾斜的海