海底管道受坠物撞击时的弹塑性有限元分析

采用非线性动态有限元法模拟了坠物撞击海底管道的过程.以Ramberg-Osgood模型模拟海床,同时考虑混凝土涂层拉、压不同的非线性特性,并利用罚函数法处理坠物、海床与管道之间的相互作用.分析了物体形状、撞击角度、摩擦、内压、混凝土厚度、埋深及悬空长度对管道撞击塑性变形的影响.结果表明:坠物以尖端撞击管道时,凹痕深度较...     

海底管道受坠物撞击的三维仿真研究(稿号5913修改稿)

采用三维非线性有限元法模拟海底管道受到船锚或其他坠落物体的冲击碰撞过程,并采用Newmark法和N-R迭代法相结合求解了海底管道的动力响应过程,分析了物体形状、碰撞角度、物体与管道间摩擦、混凝土厚度及管道内压对管道碰撞的影响。结果表明相同撞击条件下,立方体和球体对管道的撞击产生的最大Mises应力要比圆锥体大的多,随着圆锥角角度的增加管道的最大Mises应力是增加的;碰撞角度为90°时对管道的影响最大;摩擦对管道撞击影响较小;管道最大Mises应力随着混凝土层厚度的增加而减小,但随混凝土厚度的增加,减小的幅度越来越小;内压的存在使管道等效应力增加,但能减小管壁上的局部变形,使得冲击能量更多被用来产生整体变形。     

基于谱分析法的深水导管架平台疲劳寿命可靠性分析

以200m水深导管架平台为研究对象,采用有限元方法对各疲劳子工况下平台的动力响应进行分析,确定了计算点处的传递函数,并计算出相应的应力谱;根据Miner线性疲劳累积损伤理论及结构可靠性理论对平台的疲劳寿命可靠性进行了分析;对泥面以下6倍桩径处固定的等效桩做法在深水导管架平台动力分析中的适用性进行了分析。对于深水导管架平台,采用泥面以下6倍桩径处固定的等效桩做法存在较大误差,进行动力分析时须采用桩-土耦合模型;波高较小海况下,平台结构应力谱对应于波浪主频率的峰值较小、对应于平台前两阶固有频率的峰值较大,后者是导致平台疲劳破坏的主要原因;导管架过渡段到第三水平层之间节点及泥面处节点的可靠性指标相对较小。     

深水导管架海洋平台随机疲劳寿命靠性分析

简述基于谱分析方法的深水导管架海洋平台疲劳寿命可靠性理论,以200m水深导管架海洋平台为研究对象,将随机波浪载荷的长期分布假设为由应力范围服从Rayleigh分布的短期海况组成.采用有限元方法,通过对深水导管架海洋平台施加时间域规则波来确定传递函数,并以此由波浪谱导出各计算点处的应力谱.根据Miner线性疲劳累积损伤理...     

苏门答腊岛西北海域大型海底滑坡过程反分析

针对苏门答腊岛西北海域大型海底滑坡,建立基于欧拉-欧拉多相流理论的滑坡模型,对滑坡体动态运动过程开展模拟反分析。通过与BING程序和解析模型结果对比,考虑土体分段软化后的多相流模型能够较好的重现该滑坡体的运动过程,能获得与实际海底滑坡相近的沉积形态和滑动距离。分析结果表明滑动首先从坡角较大处开始,并逐渐推动中、前部坡度较小处土体滑动;滑坡体整体启动后沿斜坡逐渐加速,当滑动至斜坡底部时端部峰值速度达到最大值43 m/s,之后逐渐减速并在深海平原处停止运动;土体扰动以及混水后土体强度降低是海底滑坡长距离运移的根本原因,同时滑动过程中滑坡体端部发生的滑水效应,减小了海床摩擦力的影响,增加了滑坡体的运动距离。     

海底管道受坠物撞击的三维仿真研究

采用三维非线性有限元法模拟海底管道受到船锚或其他坠落物体的冲击碰撞过程,并采用Newmark法和N-R迭代法相结合求解了撞击动力学方程,分析了物体形状、碰撞角度、物体与管道间摩擦、混凝土厚度及管道内压对管道碰撞的影响.结果表明相同撞击条件下,立方体和球体对管道的撞击产生的最大Mises应力要比圆锥体大的多,随着圆锥角角度的增加管道的最大Mises应力是增加的;碰撞角度为90°时对管道的影响最大;摩擦对管道撞击影响较小;管道最大Mises应力随着混凝土层厚度的增加而减小,但随混凝土厚度的增加,减小的幅度越来越小;内压的存在使管道等效应力增加,但能减小管壁上的局部变形,使得冲击能量更多被用来产生整体变形.