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《超深水S型鋪管的局部變形分析_謝鵬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第36卷第1期哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報Vol．36№．12015年1月JournalofHarbinEngineeringUniversityJan．2015超深水S型鋪管的局部變形分析謝鵬，岳前進，岳秀峰，吳新偉，趙巖(大連理工大學(xué)工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家中點實驗室，遼寧大連116023)摘要:為了研究超深水S型海底管道鋪設(shè)時管道截面的局部變形及應(yīng)力分布，以“海洋石油201”鋪管船為例，首先建立“鋪管船－托管架－管道－海底”的整體鋪管模型，計算托輥支撐處管道承受的荷載組合:彎矩、軸力、剪力和托輥反力。再建立“托輥－管道”相互作用的局部精細有限元模型，計算了上彎段管道截面的局部變形和應(yīng)力分布。研
2、究結(jié)果可為超深水大口徑S型鋪管船的極限鋪設(shè)能力分析提供參考。關(guān)鍵詞:S型鋪管法;超深水鋪設(shè);托輥反力;局部塑性變形;管道截面;有限元分析doi:10．3969/j．issn．1006-7043．201312017網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www．cnki．net/kcms/detail/23．1390．U．20141205．1508．016．html中圖分類號:P751文獻標(biāo)志碼:A文章編號:1006-7043(2015)01-0088-04Localdeformationanalysisofultra-deepwaterS-layoperationXIEPeng，YUEQianji
3、n，YUEXiufeng，WUXinwei，ZHAOYan(StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China)Abstract:Inordertostudythelocaldeformationofthepipecross-sectionandstressprofileduringultra-deepwaterS-layoperation，thepresentpaperbuildsa"vessel-stinger-pip
4、e-seabed"HYSY201modeltocalculatethecom-binedloadingsofoverbendpipeatthesupportingroller:bendingmoment，axialforce，shearforceandrollerreac-tionforce．Thenalocallyrefined"pipe-roller"interactedFEMmodelwasconstructedwithAbaqustoobtainthecross-sectionalstressprofileandstraindistributionoftheupperbentp
5、ipe．Theresultscanofferreferencesforanaly-sisoftheS-layoperationofdeepwaterlargediameterpipeunderextremeconditions．Keywords:S-lay;ultra-deepwaterpipelay;rollerreactionforce;localplasticdeformation;pipecross-section;fi-niteelementmodelS型鋪管法是海底管道鋪設(shè)中的一種重要方法，石油201”號鋪管船為例，首先建立海底管道鋪設(shè)的整鋪管系統(tǒng)主要由鋪管船船體、張緊器和
6、托管架3部分體分析模型，計算管道截面承受的彎矩、軸力、剪力和［1-2］組成，因鋪設(shè)時其線型類似S而得名。鋪管作業(yè)托輥反力的荷載組合;再基于殼單元建立精細的時，預(yù)制的短節(jié)管道(約12m/kn)在鋪管船焊站上經(jīng)“托輥－管道”耦合作用的精細有限元模型進行管道的焊接制成連續(xù)管道后，通過無損檢測、張緊器等設(shè)備，局部變形分析，獲得管道截面上的局部變形。沿托管架滑入水中。在上彎段，管道承受托管架彎曲、1S型鋪設(shè)整體分析管道軸向拉力和托輥反力的耦合作用。在風(fēng)、浪、流等環(huán)境荷載的作用下，鋪管船運動亦將引起管道應(yīng)力應(yīng)1．1模型建立［3-4］S型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)如圖1所示，本文基于Or-變的增加。在淺水鋪管
7、時，由于水深淺，托輥反力小，管道在上彎段的變形較小。然而在超深水海管鋪caflex軟件建立”鋪管船－托管架－管道－海底“的耦合設(shè)時，管道的總重量通常達數(shù)百噸，托輥反力急劇增模型。鋪設(shè)水深為2km，船體信息如表1。其中，托管加，管道在上彎段發(fā)生局部塑性變形和彎矩集中。在架由3節(jié)主桿單元組成，總長88m，曲率半徑為90m，現(xiàn)有的研究中，一般將管道簡化為大變形的梁單元進上部布置10個“V”型托輥。管道外徑為16英寸行分析，如戴英杰［5］、黨學(xué)博［6］
