隨著深水油氣資源開發(fā)腳步的加快,迫切需要研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的深水油氣裝備。鋼懸鏈立管（Steel Catenary Riser,SCR）是進(jìn)行深水資源開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備之一,其結(jié)構(gòu)形式與服役環(huán)境為設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用帶來了挑戰(zhàn)。柔性接頭是連接SCR與浮式平臺的關(guān)鍵部件,能夠顯著降低浮式平臺與SCR之間的運(yùn)動應(yīng)力,可適應(yīng)不同的連接方式。國外己有比較成熟的柔性接頭技術(shù),國內(nèi)還僅僅停留在理論研究階段,為掌握柔性接頭的相關(guān)技術(shù),增強(qiáng)我國深水油氣裝備與技術(shù),本文針對1000m水深SCR柔性接頭開展相關(guān)研究工作,主要工作如下:（1）采用懸鏈線方程對SCR進(jìn)行靜力計(jì)算,得到SCR頂端張力與彎矩,為柔性接頭的設(shè)計(jì)提供載荷條件。利用有限元軟件ABAQUS對SCR進(jìn)行動力計(jì)算,采用梁單元模擬SCR,AQUA模塊加載波流環(huán)境載荷,得到SCR頂端張力與彎矩時(shí)程曲線,為柔性接頭的疲勞分析提供載荷條件。（2）開展橡膠材料基礎(chǔ)力學(xué)試驗(yàn),獲得了橡膠材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線。在此基礎(chǔ)上,擬合橡膠材料的本構(gòu)模型,并通過對比分析不同橡膠材料的本構(gòu)模型,選擇最優(yōu)的本構(gòu)模型,為柔性接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供的材料參數(shù)。（3）詳細(xì)分析了... 

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
abstract
符號說明
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 柔性接頭國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來源及研究主要內(nèi)容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
第二章 鋼懸鏈線立管整體力學(xué)行為分析
    2.1 鋼懸鏈線立管的計(jì)算分析方法
        2.1.1 靜態(tài)分析方法
        2.1.2 動態(tài)分析方法
    2.2 鋼懸鏈線立管載荷條件分析
        2.2.1 鋼懸鏈線立管載荷分類
        2.2.2 波浪載荷
        2.2.3 海流載荷
        2.2.4 波流聯(lián)合載荷
    2.3 鋼懸鏈線立管靜力計(jì)算
        2.3.1 懸鏈線的基本方程
        2.3.2 鋼懸鏈線立管彎矩計(jì)算
        2.3.3 鋼懸鏈線立管算例
    2.4 鋼懸鏈線立管模型動力計(jì)算
        2.4.1 SCR有限元模型
        2.4.2 定義邊界條件與載荷
        2.4.3 計(jì)算結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 橡膠材料力學(xué)性能研究
    3.1 典型的橡膠材料超彈性本構(gòu)模型
        3.1.1 基于唯象理論模型
        3.1.2 基于熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)理論
    3.2 橡膠材料的基礎(chǔ)力學(xué)性能試驗(yàn)
        3.2.1 單軸拉伸實(shí)驗(yàn)
        3.2.2 單軸壓縮試驗(yàn)
        3.2.3 橡膠材料基礎(chǔ)力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    3.3 橡膠材料本構(gòu)模型參數(shù)擬合
    3.4 本章小結(jié)
第四章 柔性接頭彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.1 柔性接頭結(jié)構(gòu)分析
    4.2 彈性體角剛度及剪切應(yīng)變方程
    4.3 基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法的彈性體設(shè)計(jì)方案
        4.3.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法
        4.3.2 彈性體正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
    4.4 彈性體有限元計(jì)算分析
        4.4.1 彈性體有限元模型
        4.4.2 材料屬性定義
        4.4.3 載荷和邊界條件定義
        4.4.4 彈性體網(wǎng)格劃分
        4.4.5 柔性接頭彈性體的非線性靜力分析結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第五章 彈性體疲勞特性分析
    5.1 彈性體疲勞分析技術(shù)路線
    5.2 彈性體動力計(jì)算分析
    5.3 彈性體疲勞特性分析方法
        5.3.1 能量分析法理論基礎(chǔ)
        5.3.2 橡膠材料撕裂能試驗(yàn)數(shù)據(jù)
        5.3.3 橡膠材料S-N曲線計(jì)算
    5.4 彈性體疲勞特性分析
        5.4.1 彈性體材料疲勞性能數(shù)據(jù)庫定義
        5.4.2 彈性體疲勞特性結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
附錄
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]深水立管頂端柔性節(jié)點(diǎn)疲勞壽命預(yù)測[J]. 鄭輝,金鑫,李成鋼,韋卓.  海洋技術(shù). 2013(04)
[3]FE-SAFE在起重機(jī)安全評價(jià)中的應(yīng)用[J]. 胡靜波,倪大進(jìn).  建筑機(jī)械. 2013(23)
[4]南海爭議區(qū)油氣資源開發(fā)方式探索[J]. 李林,李雪,許浩.  產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2013(16)
[5]深水立管頂端柔性節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 李成鋼,金鑫,張敬安,姜華.  石油礦場機(jī)械. 2013(07)
[6]簡析萬有引力下的潮汐現(xiàn)象[J]. 張婷.  成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]基于飛行測量的彈性軸承試驗(yàn)載荷譜修正和壽命評估方法[J]. 王建,秦瑞芬,吳艷霞.  直升機(jī)技術(shù). 2013(01)
[8]深水立管頂端柔性節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及非線性分析[J]. 劉培林,金鑫,段夢蘭,何楊.  中國海洋平臺. 2012(05)
[9]深水立管錐形應(yīng)力節(jié)點(diǎn)選型設(shè)計(jì)研究[J]. 周燦豐,焦向東,曹靜,沙勇.  中國造船. 2011(S1)
[10]一種橡膠彈性元件疲勞壽命預(yù)測方法的研究[J]. 劉建勛,黃友劍,劉柏兵,卜繼玲.  電力機(jī)車與城軌車輛. 2011(03)

博士論文
[1]疊層橡膠支座力學(xué)性能和高架橋及高層隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)研究[D]. 蘇鍵.湖南大學(xué) 2012
[2]橡膠鋼雙材料非線性有限元分析及破壞機(jī)理研究[D]. 李曉芳.福州大學(xué) 2006

碩士論文
[1]滑移蹺板式開關(guān)結(jié)構(gòu)有限元分析及參數(shù)優(yōu)化[D]. 瞿芳.南京理工大學(xué) 2008
[2]深海鋼懸鏈線立管的分析與設(shè)計(jì)[D]. 董永強(qiáng).哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號：3670201