共查询到15条相似文献，搜索用时 93 毫秒
1.
针对深海管道在侧向静水压条件下发生局部屈曲压溃的情况,研究了关于管道前屈曲阶段变形响应和压溃压力的计算方法。假定管道前屈曲阶段发生沿轴向均匀一致的椭圆度变形,建立基于圆环的力学模型,考虑几何大变形和材料的弹塑性本构关系,利用虚功原理建立平衡方程。通过选用合适的位移离散函数对方程组数值离散,并利用牛顿法进行数值求解,得到含椭圆度缺陷的管道截面的变形响应和压溃压力。通过试验、有限元分析和规范对理论计算结果进行了对比验证,证明该方法精度可靠,与事实吻合。最后,计算了初始椭圆度缺陷对不同径厚比管道的压溃压力的影响。 相似文献
2.
为了探索不同径厚比海底管道的压溃屈曲特性，本文分别采用挪威船级社（Det Norske Veritas,DNV）规范、有限元模拟和深海压力舱模型试验，研究不同径厚比海底管道承载外部水压的能力，并就DNV规范压溃屈曲计算公式对不同径厚比管道的适用性进行了讨论，优化了小径厚比海底管道压溃屈曲的设计方法。研究表明：小径厚比管道的压溃屈曲临界压力对管道径厚比的变化更敏感；DNV规范计算小径厚比管道的压溃屈曲临界压力偏小，在进行深海管道的压溃屈曲设计时，建议采用模型试验结合有限元模拟的方法，计算管道实际可提供的压溃屈曲承载力。 相似文献
3.
腐蚀是管道常见的缺陷形式之一,会极大降低管道的压溃压力,同时深海环境下高静水外压易引发管道压溃失效,威胁管道的安全运行,因此准确预测管道压溃压力显得尤为重要。采用数值模拟方法研究了含腐蚀缺陷的高强钢厚壁管道压溃失效模式,分析了管材、管道径厚比、腐蚀深度、长度和宽度等参数对高强钢厚壁管道压溃压力的影响规律。分析结果表明:管道径厚比愈大,对厚壁管道的承压能力提升愈显著;腐蚀缺陷的存在对管道压溃压力具有减小作用;随着管道材料等级的提升,压溃压力有明显提高。提出了相应的压溃压力预测公式,为厚壁管道完整性评价提供了参考依据。 相似文献
4.
鉴于海底管道的服役水深越来越深,主要采用犁式挖沟机对预铺设于海床之上的海底管道采取后挖沟的方式将海底管道埋设于海床之下,以保护其免受不必要的损伤。针对后挖沟深度H是海底挖沟机的重要设计参数,也是影响管道悬跨的重要因素的问题,对SMD(UK)犁式挖沟机展开参数优化,确保作业过程中悬跨段管道在外部静水压力作用下,海底管道不会发生屈曲破坏。采用ABAQUS软件,分别建立了作业前和作业中两种工况下的悬跨模型,分析机械手对接触部分管道的损伤,结果显示,作业中的机械手对悬跨管道的损伤更大;同时,建立了作业中不同管径下,后挖沟深度对管道损伤的安全裕量关系曲线。进一步,结合作业中不同挖沟深度下的管跨段屈曲数值模型,对处于外部静水压力作用下的悬跨管的屈曲失效展开分析,结果显示,随着后挖沟深度的加大,不同管径下的悬跨段管道局部出现塑性压溃的临界压力值不断降低;管道外径的增大,降低了同一后挖沟深度下发生屈曲失效的压力值。最后,在后挖沟深度与外部静水压力组成的区域内,建立屈曲失效临界关系曲线,并划分出工作区和压溃区,为深海管道后挖沟埋管的施工提供工程参考。 相似文献
5.
截至目前,国内外少有成功开展深水管道抗压承载力海上试验的案例,而海上试验对于验证室内压力舱模拟试验结果可靠性是非常必要的。对深水管道屈曲压溃及屈曲传播海上试验进行了设想和分析,并设计了试验流程。考虑到室内压力舱的加载特性,屈曲传播试验会受到若干因素影响,结合数值模拟,考虑屈曲传播海上试验中可能出现的各种加载条件对管道屈曲传播压力的影响进行了研究。数值模拟的结果与室内压力舱试验的结果之间存在一定差异,对该现象存在的原因进行了分析。还对试验中可能存在的问题及需要注意的关键难点提出了解决方案。 相似文献
6.
非黏结柔性管道作为深水油气开发领域的关键设备,是连接海底井口和海洋平台的主要纽带。海洋油气开发水深已经超过了3 000 m,高静水压力是深水软管设计和安全评价的主要挑战,明确深水柔性管道压溃失效机理,并准确地预测柔性管道的压溃压力可以为柔性管道结构设计和安全评价提供依据,柔性管道的压溃压力与骨架层的几何形状以及骨架层之间复杂的相互作用有关,准确高效地预测压溃压力变得极具挑战性。针对柔性管道失效机理研究和压溃压力预测方法进行了总结,指出当前柔性管道压溃失效分析中薄弱的环节,为我国非黏结柔性管道的结构设计和安全评价提供参考。 相似文献
7.
在深海环境中,海底管线不仅承受较高外压,还会因为海水及运输介质的常年侵蚀而形成腐蚀缺陷,而腐蚀缺陷往往会导致管道的外压承载力下降。基于壳体稳定性理论,建立了含有非对称局部壁厚减薄管道在外压作用下的屈曲压力理论公式。公式具有广泛的适用性,当内、外局部壁厚减薄深度相等时,可用于计算含有对称局部壁厚减薄管道屈曲压力,而当内部或外部缺陷深度为零时,便可用于计算只含外部或者内部腐蚀缺陷的管道屈曲压力。通过有限元分析验证了该公式的正确性,结果表明公式可以准确预测不同缺陷位置及尺寸时管道的屈曲压力。详细研究了局部壁厚减薄缺陷位置、长度和深度等参数对屈曲压力的影响。研究表明,局部腐蚀对管道的屈曲压力产生重要影响,尤其当腐蚀角度和深度较大时,在腐蚀形成初期就会造成管道的承载力急剧下降,并且管道的屈曲压力与缺陷的径向位置有关,腐蚀缺陷位于管道外侧时的屈曲压力明显大于其位于管道内侧时的屈曲压力。 相似文献
8.
初始几何缺陷对UOE焊管屈曲压溃影响研究 总被引：1，自引：1，他引：0
UOE焊管经过一系列成型工艺可以得到高质量的成型结果,但管道截面仍存在一定初始几何缺陷,这将对管道性能产生明显影响。通过试验测定X65钢在循环载荷下的力学性能,并利用有限元分析软件对UOE焊管成型全过程进行模拟,分析主要成型参数对管道屈曲压溃压力的影响。分别采用有限元模拟和试验测量方法确定管道截面初始几何缺陷分布情况,并采用余弦函数形式拟合几何缺陷。结果表明,扩径阶段芯轴数目将对缺陷形式产生影响,且实际厚壁UOE管道几何缺陷形式更接近梨形而非椭圆形。评估厚壁UOE管道性能时,近似认为截面形式为椭圆形可能发生过于保守的问题。 相似文献
9.
本文以研究压溃理论的适用性为目的,以有椭圆度的钢管为研究对象,采用理论、有限元、实验相结合的方式,进行均匀外压作用下管道结构压溃失效的研究。整理了目前运用较为广泛的三种压溃理论模型,分别为弹性压溃理论、塑性压溃理论与规范经验公式。并基于ABAQUS软件,建立有椭圆度的钢管模型进行外压压溃模拟,得到不同径厚比D/T钢管的极限压溃值,并进行实验验证了有限元模型的正确性。对比不同压溃理论模型的计算值与有限元结果确定不同理论模型的适用性,获得以下结论:弹性压溃理论适用于径厚比D/T≥40的情况;塑性压溃理论的计算结果偏于保守,计算值均小于有限元结果;DNVGL-ST-F101规范适用适用径厚比D/T≥15的压溃值预测,是目前适用范围最广的公式。本文可为海底管道的抗压溃分析的理论研究提供参考。 相似文献
10.
海底管道是海洋石油主要的运输方式，但海底管道在外部静水压力作用下很可能发生局部屈曲压溃，造成灾难性后果。安装止屈器可有效阻止屈曲传播，保证管道安全，整体式止屈器在实际中应用最为广泛。整体式止屈器存在通过减小止屈器体积以节约成本进行优化的可能性，因此，在保证止屈器止屈效果的前提下，可通过减小止屈器的体积，以达到减轻重量、节约成本、减少安装难度等多种目的。研究过程中使用ABAQUS进行模型的仿真模拟，比较了广义弧长法的优缺点，决定选用更方便的静水流体单元法，计算得到不同止屈器的穿越压力以及相应的体积，对比各止屈器的穿越压力变化和体积变化，实现结构优化的目标。基于以上研究，可以得出减少止屈器体积的结构优化方案具有可行性的结论。 相似文献
11.
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
12.
Inelastic buckling of thick-walled circular conical shells under external hydrostatic pressure 总被引：1，自引：0，他引：1
The paper reports on a theoretical and an experimental study into the collapse of three thick-walled circular conical shells, which were tested to failure under external hydrostatic pressure. All three vessels failed by plastic non-symmetric bifurcation buckling. Two theoretical analyses were carried out, both based on the finite element method. One of the theoretical analyses was based on inelastic non-symmetric bifurcation buckling and the other analysis was based on plastic axisymmetric buckling. Both of these theoretical analysis and the experimental observations appeared to indicate that there is a link between plastic non-symmetric bifurcation buckling and plastic axisymmetric buckling. 相似文献
13.
The paper presents a non-linear buckling analysis of ring stiffened cylindrical shells subject to external pressure. The collapse pressure is calculated by assuming failure to occur when the material reaches a plastic stress state defined by the Ilyushin criterion. It is shown in the paper that use of the non-linear theory can reduce the estimated first yield by up to 25% in comparison to the linear buckling analysis used up to now. Comparison of predicted failure loads are in good agreement with the lower bound of test results. 相似文献
14.
The paper presents a theoretical and an experimental investigation into the plastic collapse of circular steel corrugated cylinders under external hydrostatic pressure. The experimental investigation gives a detailed study of 9 steel corrugated cylinders which were tested to destruction. Six of these cylinders failed by plastic non-symmetric bifurcation buckling and three failed by plastic axisymmetric deformation. The results of these tests were used, together with the results obtained from previous tests, to present a design chart for the plastic collapse of these vessels. The design chart was obtained by a semi-empirical approach, where the thinness ratios of the vessels were plotted against their plastic knockdown factors. The process of using the design chart is to calculate the theoretical elastic instability pressure for a perfect vessel by the finite element method and also to calculate the thinness ratio for this vessel. Using the appropriate value of the thinness ratio, the plastic knockdown factors are obtained from the design chart. To obtain the actual collapse pressure of the vessel, the theoretical elastic instability pressure for a perfect vessel is divided by the plastic knockdown factor. This work is of importance in ocean engineering. A large safety factor must also be introduced. 相似文献
15.
Lateral Global Buckling of Submarine Pipelines Based on the Model of Nonlinear Pipe–Soil Interaction
With the increasing development and utilization of offshore oil and gas resources, global buckling failures of pipelines subjected to high temperature and high pressure are becoming increasingly important. For unburied or semi-buried submarine pipelines, lateral global buckling represents the main form of global buckling. The pipe–soil interaction determines the deformation and stress distribution of buckling pipelines. In this paper, the nonlinear pipe–soil interaction model is introduced into the analysis of pipeline lateral global buckling, a coupling method of PSI elements and the modified RIKS algorithm is proposed to study the lateral global buckling of a pipeline, and the buckling characteristics of submarine pipeline with a single arch symmetric initial imperfection under different pipe–soil interaction models are studied. Research shows that, compared with the ideal elastic–plastic pipe–soil interaction model, when the DNV-RP-F109 model is adopted to simulate the lateral pipe–soil interactions in the lateral global buckling of a pipeline, the buckling amplitude increases, however, the critical buckling force and the initial buckling temperature difference decreases. In the DNV-RP-F109 pipe–soil interaction model, the maximum soil resistance, the residual soil resistance, and the displacement to reach the maximum soil resistance have significant effects on the analysis results of pipeline global buckling. 相似文献