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。