高温/高压海底管道横向热屈曲机理及控制措施研究
| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-13页 |
| 1 绪论 | 第13-30页 |
| ·论文选题背景和意义 | 第13-14页 |
| ·高温海底管道失效案例 | 第14-16页 |
| ·Petrobras单层高温管道破坏 | 第14-15页 |
| ·PE套管在屈曲处接头开裂 | 第15页 |
| ·Erksine双层管破坏 | 第15-16页 |
| ·小结 | 第16页 |
| ·国内外研究现状及存在问题 | 第16-28页 |
| ·高温/高压海底管道整体屈曲类型 | 第16-17页 |
| ·高温/高压海底管道整体屈曲理论研究 | 第17-21页 |
| ·高温/高压海底管道整体屈曲实验研究 | 第21页 |
| ·高温/高压海底管道整体屈曲数值研究 | 第21-24页 |
| ·高温/高压海底管道整体屈曲控制措施研究 | 第24-27页 |
| ·高温/高压海底管道整体屈曲研究存在的问题 | 第27-28页 |
| ·本文主要工作 | 第28-30页 |
| 2 海底管道横向屈曲的理论研究 | 第30-47页 |
| ·Hobbs's解析解 | 第30-33页 |
| ·无初始缺陷的直管道 | 第30页 |
| ·Hobbs's解析解 | 第30-32页 |
| ·Hobbs's解析解结果分析 | 第32-33页 |
| ·小结 | 第33页 |
| ·横向屈曲临界荷载的能量解法 | 第33-37页 |
| ·能量法简介 | 第34-35页 |
| ·屈曲模式1的临界屈曲荷载 | 第35-36页 |
| ·屈曲模式2的临界屈曲荷载 | 第36-37页 |
| ·与Hobbs解析解的对比 | 第37页 |
| ·含缺陷管道横向屈曲临界荷载 | 第37-46页 |
| ·含缺陷管道模型 | 第38-39页 |
| ·经典热屈曲理论 | 第39页 |
| ·管道横向屈曲荷载 | 第39-41页 |
| ·结果分析 | 第41-43页 |
| ·与Hobbs解的对比 | 第43-44页 |
| ·论公式的数值验证 | 第44-46页 |
| ·本章小结 | 第46-47页 |
| 3 海底管道横向屈曲的数值仿真 | 第47-92页 |
| ·有限元分析的理论基础 | 第47-58页 |
| ·弹塑性力学理论基础 | 第47-51页 |
| ·弹塑性力学问题的变分原理 | 第51-52页 |
| ·弹塑性力学的有限元法 | 第52-55页 |
| ·非线性问题的数值解法 | 第55-58页 |
| ·平坦海床上裸管道非线性有限元模型 | 第58-60页 |
| ·管道模型 | 第58-59页 |
| ·土体模型 | 第59-60页 |
| ·管道与海床的相互作用模型 | 第60页 |
| ·横向屈曲管道数值仿真流程 | 第60-63页 |
| ·初始几何缺陷形状 | 第61页 |
| ·初始几何缺陷引入方法 | 第61-62页 |
| ·海底管道横向屈曲数值分析步骤 | 第62-63页 |
| ·有限元模型的验证 | 第63-66页 |
| ·数值验证 | 第63-64页 |
| ·实验验证 | 第64-66页 |
| ·缺陷引入方法的对比分析 | 第66-68页 |
| ·横向屈曲关键影响参数的敏感性研究 | 第68-78页 |
| ·初始几何缺陷 | 第69-71页 |
| ·管道-土相互作用的影响 | 第71-75页 |
| ·管道几何尺寸的影响 | 第75-76页 |
| ·钢材强度的影响 | 第76-78页 |
| ·管道轴向运动与横向屈曲的相互作用 | 第78-87页 |
| ·直管道有效轴向力分布 | 第78-79页 |
| ·横向屈曲管道有效轴向力的分布 | 第79-80页 |
| ·短直管道的轴向运动 | 第80-83页 |
| ·管道轴向运动与横向屈曲的相互作用 | 第83-87页 |
| ·最小屈曲间距 | 第87-90页 |
| ·轴向力判别方法 | 第87页 |
| ·滑动距离判别法 | 第87-88页 |
| ·滑动距离判别法的验证 | 第88-90页 |
| ·不同判别方法的比较 | 第90页 |
| ·本章小结 | 第90-92页 |
| 4 平坦海床上裸铺管道的蛇形铺设研究 | 第92-109页 |
| ·蛇形铺设管道概述 | 第92-94页 |
| ·弧形形状 | 第93页 |
| ·正弦形状 | 第93-94页 |
| ·蛇形铺设管道有限元模型及验证 | 第94-96页 |
| ·两种铺管形状的对比分析 | 第96页 |
| ·蛇形铺设管道敏感参数研究 | 第96-100页 |
| ·与含缺陷直铺管道的对比 | 第96-97页 |
| ·铺管半径的影响 | 第97-99页 |
| ·蛇形铺管段长度的影响 | 第99-100页 |
| ·蛇形铺管角度的研究 | 第100-106页 |
| ·蛇形铺管角度的影响 | 第100-103页 |
| ·最优铺管角度 | 第103-105页 |
| ·最优铺管段长度 | 第105-106页 |
| ·两个蛇形铺设段之间距离的研究 | 第106-107页 |
| ·本章小结 | 第107-109页 |
| 5 海底管道整体屈曲蛇铺-枕木组合控制措施研究 | 第109-127页 |
| ·高温管道屈曲控制措施 | 第109-114页 |
| ·蛇形铺设法 | 第111-112页 |
| ·枕木扰动法 | 第112-113页 |
| ·分布浮力法 | 第113-114页 |
| ·SS法 | 第114页 |
| ·非线性有限元接触分析原理 | 第114-117页 |
| ·接触问题的定义 | 第114-115页 |
| ·有限元基本方程 | 第115-116页 |
| ·接触问题的虚功原理 | 第116页 |
| ·接触面和目标面的选择原则 | 第116-117页 |
| ·海床-枕木-管道非线性有限元接触模型 | 第117-119页 |
| ·材料本构模型 | 第117页 |
| ·海床-枕木-管道非线性有限元接触模型 | 第117-118页 |
| ·有限元模型验证 | 第118-119页 |
| ·SS法研究 | 第119-126页 |
| ·不同控制方法效果比较 | 第119-120页 |
| ·枕木高度的确定 | 第120-124页 |
| ·管道与枕木间摩擦系数 | 第124-126页 |
| ·本章小结 | 第126-127页 |
| 6 崎岖海床上裸铺管道整体屈曲研究 | 第127-141页 |
| ·崎岖海床上裸铺管道简介 | 第127-128页 |
| ·存在单个悬跨的直铺管道 | 第128-132页 |
| ·非线性有限元模型 | 第128-129页 |
| ·悬跨深度的影响 | 第129-130页 |
| ·悬跨长度的影响 | 第130-132页 |
| ·两个悬跨的相互作用 | 第132-137页 |
| ·跨肩隆起长度的确定 | 第132页 |
| ·两个悬跨之间距离的研究 | 第132-137页 |
| ·存在单个悬跨的蛇形铺设管道研究 | 第137-140页 |
| ·悬跨长度 | 第137-138页 |
| ·悬跨位置 | 第138-140页 |
| ·本章小结 | 第140-141页 |
| 7 结论与展望 | 第141-144页 |
| ·本文工作总结 | 第141-143页 |
| ·展望 | 第143-144页 |
| 参考文献 | 第144-151页 |
| 附录A 隆起屈曲理论推导 | 第151-155页 |
| 论文创新点摘要 | 第155-156页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 | 第156-157页 |
| 致谢 | 第157-158页 |
| 作者简介 | 第158-160页 |
