共查询到20条相似文献，搜索用时 265 毫秒
1.
采用1∶5的比尺模型试验,研究了横向加载过程中U型钢板桩的位移和土压力响应以及破坏模式,并对比分析了不同土质干湿状况、加载速率、埋置深度以及加载高度等影响因素下U型钢板桩位移和土压力的变化规律。试验结果表明,当U型钢板桩凸面加载时,位移随埋置深度、加载等级、加载高度的增加而增加,干砂中的位移大于湿砂中的位移;当凹面加载时,位移随着埋置深度的增加而减小,随着加载等级的增大而增大,在不同加载高度与不同土质干湿情况中差别不大。随着加载力增大,U型钢板桩在受力侧土压力分布呈现“R型”分布,且土压力均随着埋置深度与土体含水率的增大而增大。在加载力作用下桩体产生转动,并随着加载力的增大在距钢板桩底部约1/3埋置深度处发生弯曲。 相似文献
2.
3.
研究旨在提出深海多金属结核生长的数值模拟方法,以获取典型的结核宏观形貌,为后续结核输运过程的冲击碎裂仿真提供几何模型。根据已有的深海多金属结核采样研究结果,假定矿物沉积速率满足正态分布。将多阶段时变随机沉积模型嵌入ABAQUS UMESHMOTION子程序中,通过控制网格节点移动实现了结核多阶段随机生长模拟,给出了结核不同生长阶段的外形及截面特性模拟结果。分析了鱼骨、鲨鱼牙齿、板岩、鹅卵石等典型不同核心物质及矿物沉积速率变异性对结核生长过程的影响,确定了核心物质在海床淤泥中埋置深度对结核生长形态的影响。研究表明：基于网格节点移动的结核生长模拟技术可有效处理结核几何拓扑变化较小的生长过程,核心物质的初始形状及其在海床上的埋置深度是影响结核形貌的主要原因,而矿物沉积速率的变异性则主要影响结核表面的光滑度。 相似文献
4.
海底管道掏空与波浪力变化关系试验 总被引：1，自引：0，他引：1
鉴于海底油气管道在海洋能源开发中的特殊意义,前人开展了大量管道安全试验研究,特别注重不同底床、不同波浪条件、不同埋置深度等方面的组合试验,本次试验针对危害管道安全的掏空和悬跨开展了波浪水槽试验,探讨黄河三角洲为主的粉土海床上掏空与管道受力关系,弥补这方面研究的不足,结果表明,海底管道受力变化与掏空过程密切相关。连续试验过程表明,海底管道与海床土、波浪水体之间存在密切关系。海底管道在波浪作用下冲刷掏空经历了3个演变阶段:泥沙起动阶段、水流隧道发育阶段、快速掏空阶段和冲刷平衡阶段。水流隧道伴随的管涌对冲刷掏空起重要作用。伴随冲刷掏空,管道波浪力出现规律性转化,从正向作用逐渐过渡到负向作用,也可以分出4个演化阶段:冲刷初始阶段,管道波浪力以正向为主,管道表现为正向力作用下的振动;隧道发育阶段,管道受到的作用力主要是波峰上举力和波谷下拉力,表现为上下振动;管道悬空阶段,波峰负向作用力和波谷正向力交替出现,管道在波浪作用下表现为前后振动;冲刷平衡阶段,管道主要在负向作用力下振动。 相似文献
5.
固壁附近水平圆柱在波浪水流共存场中的流动显示及水动力特征 总被引：3，自引：0，他引：3
固壁附近的水平的圆柱体在波浪、波流作用下的受力情况与其周围的流场状态密切相关。为探讨圆柱形成的机理，应当对流场的涡结构有充分的认识，受力过程与记演化过程的同步分析万为重要。本文通过实验研究并对比数值分析的结果，对波浪、波流场中圆柱体受力与流场状态的关系做一初步讨论。 相似文献
6.
玻纤增强柔性管作为一种新型海底油气输送管道,具有比强度高、柔度大和抗腐蚀性强等特点,因此在深海油气开发中具有非常广阔的应用前景。玻纤增强柔性管主要由内衬层、增强层和外保护层组成,其中增强层的等效模拟是玻纤增强柔性管设计成功与否的关键。根据玻纤增强柔性管的结构特征和材料特性,选取了四种不同的等效简化模型,对比研究了玻纤增强柔性管在轴向拉压荷载、弯曲荷载以及内压荷载作用下的力学性能。将不同简化模型的计算结果与相应的试验数据进行对比,进行等效模型的优选。研究结果表明,在内压载荷和弯曲载荷作用下,基于Halpin-Tsai模型数值结果与试验结果最为接近。在轴向载荷作用下,采用分离式模型或回形模型计算精度更高,若材料达到屈服状态时,则建议采用分离式模型进行模拟。 相似文献
7.
8.
由于浅水区波浪的非线性影响显著,浅埋管道受非线性波浪荷载的影响大,为了保证管道长期运行的稳定性,在管道设计过程中需要充分考虑由非线性波浪引起的波浪力。考虑孔隙水和海床土的压缩性,基于Biot固结理论和一阶近似椭圆余弦波理论,利用分离变量法推导了非线性波浪作用下浅水区埋置管道周围海床的渗流压力,进而给出了埋置管道上的波浪力压力解析解,并与已有的文献结果进行比较。计算结果表明,在椭圆余弦波的作用下,海底管道周围海床内的渗流压力呈正弦分布,且管道所受的波浪力随着管径的增大而增大。 相似文献
9.
宽肩台堆石堤是海岸工程中的一种海堤形式，其以结构简单、施工快捷、布局灵活和造价经济的特点在工程中得到了广泛应用。宽肩台防波堤以堆积块石为主体，在海区波浪作用下达到稳定的堆积结构。进行宽肩台式防波堤稳定性的研究
是设计宽肩台防波堤的重要基础。介绍了波浪水槽的光滑粒子动力学 （SPH） 理论和建立方法，验证了造波结果。提出了一种块石单元法 （GEM） 模式，以块石单元为独立刚体来模拟宽肩台防波堤上的块石在波浪作用下的受力状态和运动过程。建立了一种垂向二维光滑粒子动力学方法 SPH 与 GEM 耦合的波浪和块石模型，采用 SPH 与 GEM 相结合，对防波堤堆石孔隙外部的波浪运动和内部的孔隙环流进行模拟计算，并根据 Forchheimer 公式确定孔隙内部的压力。用 SPH 方法模拟堆石堤外部流场的波浪破碎压力，用孔隙环流模拟堆石堤内部的孔隙压力。使用耦合模式模拟了宽肩台防波堤孔隙流场，验证了孔隙压力分布。模拟了波浪作用于块石和块石对波浪动力响应过程，给出了静态平衡到动态平衡的流固场变化，模拟结果与物理模型试验结果基本一致。耦合模型的建立为宽肩台堆石堤的稳定性研究提供了理论依据，同时也为同类型工程研究提供了新思路。 相似文献
10.
越浪式发电装置具有结构稳定、可靠性高等优点。在前人的研究基础上,对越浪式波能发电装置的模型进行了优化设计,通过模型实验研究了该波能发电装置在不同波况、不同干舷高度下对波能的俘获能力以及结构的受力情况。对越浪量的试验结果进行了无量纲分析,分别得出了越浪式模型装置的越浪量关于干舷高度和波高的指数函数拟合曲线,总结了两者对越浪量影响的普遍规律。通过对规则波和不规则波波浪作用下装置受力结果的归纳总结,探讨了波能装置波压力和浮托力变化的一般规律。本研究可为越浪式波能发电装置的研究提供参考依据,为波浪能的利用提供一定的参考价值。 相似文献
11.
S-lay is a widely used method for offshore pipe installation. In recent years, S-lay has gradually applied to the deepwater condition. Because of the increasing pipe weight in deep S-lay, there exist severe and complex contact problems between the overbend pipe and roller supports of the stinger. In deep S-lay design, it is difficult to solve this nonlinear mechanics problem, and there remain confusion and difficulties to predict the roller contact forces and the pipe strain level in S-lay design.The present paper develops a refined finite element model with the framework of ABAQUS, which considers the complex surface contact behaviors in the overbend section. The features of the contact state of different rollers within one roller box are discussed, and the resultant support forces from each roller box are calculated and compared with the commercial design code. The overbend strain level of five S-lay cases is investigated and the pipelaying safety is checked by DNV rules. The simulation results show that the proposed model can provide more accurate and reasonable predictions on roller forces and pipe strain distribution for deepwater S-lay design. 相似文献
12.
为探究轴压作用下双金属复合海底管道的组合作用与承载性能,对双金属复合海底管道进行了试验研究和理论分析。开展了不锈钢衬管材料性能试验,对比了国际主流不锈钢本构关系模型和试验结果。利用ABAQUS建立了精细化的双金属复合管道轴压试验有限元模型,系统研究了关键参数如复合工艺产生的环向复合应力、钢管初始缺陷幅值等对双金属复合管在轴压作用下力学性能的影响规律。通过对比已有轴压双金属复合管道试验结果,验证有限元模型。基于验证的有限元模型,对轴压作用下双金属复合管道的组合作用以及径厚比和材料强度对承载力的影响进行了分析。结果表明双金属复合管道的轴压极限承载力主要取决于基管的截面屈服荷载,并随着管径和材料强度的提高而增大。并依据分析结果对双金属复合海底管道的设计提出建议。 相似文献
13.
Pipe-in-pipe structures have been widely used in deepwater offshore oil and gas fields because of its excellent thermal insulation, good stability and outstanding resistance to thermal and external loads. Unfortunately, there is no theoretical prediction model for studying the indentation of pipe-in-pipe structures which is important in improving its design and optimization. In this paper, a theoretical model is proposed to predict the indentation of pipe-in-pipe structures by evaluating three stages of PIP indentation: the indentation of outer pipe only, the indentation of rigidly supported outer pipe and overhanging inner pipe, and the indentation of rigidly supported outer and inner pipes, which forms that describes the mechanical behavior of the inner and outer pipes of the PIP system. Finite element models of the lateral and normal sections of pipe-in-pipe are established and analyzed at each loading and indentation conditions of the inner and outer pipes. Parametric analysis of PIP properties is conducted to evaluate their effects on the nature of pipe-in-pipe indentation. The results of the comparative studies show that the proposed model has a better performance and provides a theoretical solution for design and analysis of pipe-in-pipe structures. 相似文献
14.
海上风机中，上部支撑结构和基础之间的连接是通过灌浆连接段实现的。近年来，风力发电发展迅速，风力发电机的功率越来越大，对单桩基础灌浆连接段的受力性能提出了更高的要求。在复杂荷载作用下，灌浆连接段受到轴力和弯矩的共同作用，有必要对压-弯共同作用下的灌浆连接段进行受力性能的研究。采用数值分析方法，分析了压-弯作用下不同轴压比时灌浆连接段的极限承载力、钢管与灌浆料之间的接触压力情况和灌浆连接段的应力情况。同时，根据学者Lotsberg提出的弯曲承载力组成理论，通过提取钢管与灌浆料之间的接触力，并对它们进行数值积分，分析了不同轴压比下灌浆连接段抗弯承载力组分的变化规律。通过分析，明晰了带剪力键的灌浆连接段的受力性能，为设计工作提供依据。 相似文献
15.
深海采矿作为新领域资源重点开发项目,国外已开展部分试验研究,国内现阶段仅停留在重点设备部件级功能验证,还未开展过系统整体联动,距离海洋油气等正在进行的规模化商业开采还有很大距离。本文以深海采矿系统整体联动模型为基础,与海洋油气工程作业平台技术模型进行对比,对整体联动风险点进行深度分析,并根据重点风险部件开展其悬挂模式、力学模型研究,探讨深海采矿系统整体联动时应急撤离的策略。研究总结了深海采矿系统整体联动的特点,提出了管道摇摆幅度超出设计范围、平台升沉行程超出伸缩冲程范围等两大关键风险点、提升硬管受力分析方法和对应的应急撤离方案,对深海采矿工程总体设计和工程实施具有指导意义和参考价值。 相似文献
16.
The static drill rooted nodular (SDRN) pile is a new type of precast pipe pile with equally spaced nodes distributed along the shaft and wrapped by the surrounding cemented soil. In this paper, the longitudinal dynamic response of the SDRN pile embedded in layered soil is investigated with respect to the complexity of the pile body structure and the pile–soil contact condition. First, the shear complex stiffness transfer model is used to simulate the radial inhomogeneity of the surrounding soil. Then, the governing Equations of the pile–soil system subjected to longitudinal dynamic loading are established. The analytical solution for the dynamic response at the pile head is obtained by the shear complex stiffness transfer method and the impedance function transfer method. The degenerate case of the present solution is compared with the published solution to verify its reliability, and the complex impedance of the SDRN pile is compared with that of the precast pipe pile and the bored pile. Finally, a parametric study is conducted to investigate the influence of pile–soil parameters on the complex impedance at the pile head within the low frequency range concerned in the design of the dynamic foundation. 相似文献
17.
18.
Numerical simulation of a short flexible pipe subject to forced motion and vortex-induced vibration 总被引：2，自引：0，他引：2
A series of numerical simulations about a small scale(aspect ratio:63.2) flexible pipe undergoing forced harmonious oscillation and vortex-induced vibration(VIV) have been taken into account.The wake hydrodynamics and pipe deformation were accomplished by ANSYS MFX solution strategy designed for fluid-structure interaction(FSI) problem with well-performed LES model.The configuration of structured mesh,multi-domain design,different mesh stiffness admeasured by User Fortran ensured that the numerical task was competent to deal with large deformation related to this case.The introduction of instantaneous amplitude definition and modeless component decomposition method(Chen and Kim,2008) was helpful to reveal much more information from modal analysis.Most results from numerical simulation are generally consistent with those from model test(Choi and Hong,2000) via the comparison between them.As supplementary to model test,visualization of the vortex wake was also provided.It has been proved that the forced oscillation doesn't only excite a complicated dumbbell-like wake pattern around the outer thimble,but also results in inner flow inside the PVC pipe.The velocity of the inner flow increases with the frequency of forced oscillation. 相似文献
19.
ZHAO Junyou GUO Aiju DING Keqin LIU Chuntu
Lecturer Petroleum University of China Shangdong P. R. China.
Engineer Zhongyuan Petrochemical Corporation Henan P. R. China.
Postdoctoral Fellow 《中国海洋工程》1999,(1)
-This paper carries out the analysis of mechanics of a grip system of three-key-board hydraulictongs developed for offshore oil pipe lines which has been successfully used in oil fields in China.The mainimprovement of this system is that a lever frame structure is used in the structural design,which reducesgreatly the stresses of the major components of the oil pipe tongs.Theoretical analysis and numerical calcu-lation based on thirteen basic equations developed show that the teeth board of the tongs is not easy to slipas frequently happens to other systems and is of higher reliability. 相似文献
20.
非黏结柔性管道骨架层由不锈钢材料互锁缠绕而成,主要用于抵抗外压防止软管发生压溃失效.骨架层失效是柔性软管故障的最大风险,骨架层失效模式主要分为压溃失效和拉伸失效.采用非线性有限元方法并且考虑几何大变形、材料非线性、接触和摩擦等非线性效应的影响,对"S"型骨架层结构建立三维有限元模型,进行了单外压作用下的压溃失效分析和单一轴向拉力作用下的拉伸失效分析,而后开展轴向拉力和外压载荷组合作用下骨架层压溃失效分析.结果表明轴向拉力会一定程度上降低骨架层压溃承载力,相关结论可以为柔性软管结构设计和完整性评价提供参考. 相似文献