Non-symmetric cyclic bending of helical wires in flexible pipes     

《Applied Ocean Research》2019

Unbonded flexible pipes have superior fatigue performance as the internal armor layers are allowed to move relative to each other, leading to reduced structural loading. The main interactions between the internal layers are the contact forces and the frictional forces. Frictional interaction leads to a complex non-linear response of unbonded flexible pipes making prediction of cyclic bending fatigue a demanding task. Nevertheless, detailed understanding of local armor wire stresses and the related fatigue phenomena is of paramount importance as unbonded flexible risers are often operated close to their mechanical limits. This paper presents a method for calculating the tensile armor wire loading and the hysteresis effect on flexible pipes when subjected to tension, and non-symmetric cyclic bending. The effect of non-symmetric cyclic bending with different tensile armor lay angles, and frictional conditions are studied. The analysis uses an efficient repeated unit cell finite element model, allowing the analysis to be performed on a desktop computer. The study shows that the tensile armor wires gradually translate towards the compression side of the pipe bending plane, when the unbonded flexible pipe is subjected to combined tension and non-symmetric cyclic bending. In the analysis, cyclic bending is applied until steady-state in the bending response is achieved over a full bending cycle. The global bending response of the flexible pipe and the tensile armor wire loading conditions for fully stabilized non-symmetric cyclic bending become symmetric around the frictionless state for the mean cyclic bending curvature. An approximate analytic model for the tensile armor in the stabilized cycle, based on symmetric bending about the geodesic curve corresponding to the mean pipe curvature, is proposed.  相似文献   

考虑内流作用的缓波形立管非线性静动力分析     

刘震  郭海燕  牛建杰 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2019,(5):101-107

考虑内流的作用,研究缓波形立管在海洋环境荷载作用下的非线性静动力力学性能。采用细长柔性杆理论,建立缓波形立管运动方程,利用有限元法进行离散,运用Newton-Raphson法和Newmark-β法分别对立管进行静动力分析,编制缓波形立管计算分析程序LWRNM,研究缓波形立管在海流、内流、浮体漂移与运动作用下的结构响应。结果表明:随着海流从x负向变成x正向和流速的增大,缓波形立管线形变缓,有效张力增大,弯曲曲率的极值减小;随着内流流速的增加,缓波形立管的固有频率下降;随着顶部浮体从近端向远端漂移,缓波形立管的有效张力增大,弯曲曲率的极值减小;纵荡和垂荡作用下,缓波形立管的顶部有效张力变化周期与浮体激励周期相同,横荡作用下,顶部有效张力变化周期为浮体激励周期的二分之一,垂荡作用下,缓波形立管顶部有效张力变化幅值最大,纵荡作用下次之,横荡作用下最小。  相似文献   

Assessing the oscillation of channel geometry and meander migration cardinality of Bhagirathi River,West Bengal,India     

Bag  Rakhohori  Mondal  Ismail  Bandyopadhyay  Jatisankar 《地理学报(英文版)》2019,29(4):613-634

Journal of Geographical Sciences - Lateral migration of the Bhagirathi River temporally creates unavoidable geomorphic hazards in West Bengal, India. The Bhagirathi River flows SW for ~67.30 km...  相似文献   

基于边界保留的点云精简算法研究     

常俊飞  任思红  姚涛 《测绘与空间地理信息》2019,42(4):136-140

传统的栅格法与曲率法对数据模型进行精简时很容易剔除特征点,但是误判率较高,导致精简后的数据不能较好地突出点云数据的特征,使重构后的实体模型精度下降。针对以上问题,本文算法首先使用改进的Kmeans进行质心初始化;然后,使用X-Y边界提取算法来保留边界完整性;最后,根据Hausdorff距离对簇进行细分,在高曲率区域保留必要多的点,在低曲率地方保留一些均匀分布的点。实验验结果证明该方法优于传统的栅格法与曲率法。  相似文献   

热带气旋异常运动的曲率变化特征   总被引：3，自引：0，他引：3  

姚文清  徐祥德  于海青  谢以扬 《热带气象学报》2005,21(2):131-141

运用热带气旋曲率理论模型,选择不同环境及移速特征的台风个例,通过动力学诊断分析,揭示了台风异常运动的关键影响因子的物理机制及其规律。研究结果表明,热带气旋曲率理论模型中影响台风移动的相关特征能够在一定程度上描述出天气系统等环境因子对台风异常运动的综合影响规律。诊断分析结果表明,台风移速、涡旋动力结构、外围副热带高压带及西风槽的非定常变化均可影响台风移动轨迹曲率,尤其是对异常路径和转向点的影响,其突变规律符合台风移动规律。台风移动与系统动力结构有关,台风最大风速与中心气压突然增强或减弱时都会导致台风的突然转向。  相似文献   

基于3D-ILC含偏心内裂纹半圆弯拉断裂特性研究     

张志韬  王海军  汤雷  赵初  李汉章  苏正洋 《岩土力学》2020,41(1):111-122

断裂力学是各行业的基础学科之一。半圆弯拉(SCB)试验为该领域经典试验,目前含裂纹的SCB研究多为底部切口等表面裂纹或穿透型裂纹研究。内裂纹和内部类裂纹缺陷是材料的固有属性,但是对于SCB内裂纹扩展规律研究较少。基于3D-ILC（三维激光疲劳内裂纹）技术,分析了表面无任何影响的情况下凭空生成任意参数的纯内裂纹,在SCB试样中生成内裂纹,对含内裂纹试样进行SCB试验,分析了裂纹生长过程、应力双折射规律、I-II-III型裂纹扩展面、破坏形态、宏微观断口特征,开展数值模拟,得到裂纹尖端应力强度因子分布规律及扩展路径,与物理试验一致。结果表明：（1）基于3D-ILC的SCB内裂纹及I-II-III型扩展断裂规律明显,3D-ILC为断裂力学中的内裂纹问题研究提供了有力工具;（2）应力云纹在内裂纹处显示应力集中,SCB整体云纹在内裂纹处发生明显变异;（3）SCB试样从预制裂纹处发生压剪型起裂,发生I-II-III型裂纹扩展,分为光滑区和撕裂区,持续生长转变为动态断裂进而破坏,动态断口存在裂纹分叉出现雾化区、羽毛区特征;（4）根据M积分和最大周向应力准则,对试样进行了数值模拟,得到了试样内裂纹尖端应力强度因子分布规律及扩展路径,与试验结果一致。结论与成果对断裂力学领域的SCB试验、内裂纹、I-II-III型断裂问题、裂纹扩展路径模拟问题的研究,具有重要意义。  相似文献   

水平循环荷载下桩基变形特性的离心模型试验研究     

丁楚  余文瑞  史江伟  张宇亭  陈永辉 《岩土力学》2020,41(8):2659-2664

波浪、船舶等长期水平循环荷载作用下,桩基将不可避免地产生附加应力和变形。针对饱和黏土地层,开展离心模型试验研究了船舶系泊水平荷载作用下单桩和群桩的变形特性。发现水平循环加-卸载诱发了桩周土体的塑性变形,进而导致桩身产生了不可恢复的水平位移和弯曲变形。随着循环荷载的增加,单桩和群桩的桩顶最大水平位移和残余水平位移均同时增加,但残余水平位移明显小于最大水平位移。单桩的桩顶残余水平位移与最大位移比值介于0.17～0.22;群桩的桩顶残余水平位移与最大水平位移比值介于0.30～0.84。水平循环加-卸载作用下,桩身残余弯曲应变明显小于最大弯曲应变。单桩的残余弯曲应变与最大弯曲应变比值介于0.13～0.50;群桩的桩身残余弯曲应变与最大弯曲应变比值介于0.23～0.82。群桩前桩的残余和最大弯曲应变明显大于后桩,前桩与后桩的最大弯曲应变、残余应变比值分别高达3.2和3.1。因此,前桩要采取合理的加固和保护措施,以确保桩基长期服役的安全性。  相似文献   

考虑非线性管-土接触模型的钢悬链线立管触地区动态曲率分析   总被引：1，自引：1，他引：0  

陈振新  李捍平  李世强  蔡勇  彭维龙  陶诗洁  尹勋祥  刘臻 《海洋工程》2018,36(6):77-83

钢悬链线立管(SCR)具有特殊的结构型式,循环载荷作用下,由于海床模型的不确定性易导致触地区产生较高的弯曲应力,引发疲劳损伤。基于非线性P-y曲线管-土接触模型,运用大挠度曲线梁模型来模拟SCR与海床土的相互作用,研究SCR在浮体二维运动和海床作用下,触地区的动态曲率变化情况。由计算结果可知:1)由于在立管的有效张力中考虑局部曲率的影响,导致立管触地区的有效张力显著增加,并产生较高的弯矩; 2)动态分析中,分别运用线弹性海床和非线性海床模型,研究立管触地区的相对曲率随相对时间的变化曲线,表明非线性海床将使触地区的相对曲率具有明显的非线性,且有多个峰值,变化幅度较大,并出现反向曲率; 3)垂荡运动比纵荡对曲率的影响大,且运动幅值越大,影响越明显。  相似文献   

面向水流三维登记探索的多波束点云去噪及应用     

王敏  刘闯  王斌 《测绘通报》2022,(10):100-104

针对多波束点云数据去噪难以保留精细特征,无法精确“锁定”河床形态问题,本文提出了一种面向自然资源确权水流三维登记探索的多波束点云去噪算法。以KD树搜索为基础,引入统计滤波理论进行多尺度噪声分类,并剔除大尺度噪声;针对小尺度噪声,在信息熵理论基础上,以主成分分析算法为基础,以信息熵最小原则确定最优邻域,并据此构建曲率信息熵对双边滤波因子进行优化改进,以实现水下地形点云去噪与精细特征保留的目的。试验结果表明,本文算法具有可行性,能够有效保证水下地形的精细特征,并能够应用于自然资源水流三维登记。  相似文献   

Bending localization of nitrous oxide under anharmonicity and Fermi coupling: the dynamical potential approach     

张弛  房超  吴国祯 《海洋学报(英文版)》2010,29(11)

This paper studies the vibrational nonlinear dynamics of nitrous oxide with Fermi coupling between the symmetric stretching and bending coordinates by classical dynamical potential approach. This is a global approach in the sense that the overall dynamics is evidenced by the classical nonlinear variables such as the fixed points and the focus are on a set of levels instead of individual ones. The dynamics of nitrous oxide is demonstrated to be not so much dependent on the excitation energy. Moreover, the localized bending mode is shown to be ubiquitous in all the energy range studied.  相似文献