填埋式柔性液體管道的三維有限元分析案例研究外文翻譯（譯文）

1、中文 中文 5377 字出處： 出處：ASME 2002 21st International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. American Society of Mechanical Engineers, 2002: 435-442本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外 文 翻 譯題 目 填埋式柔性液體管道的三維有限元分析案例研究

2、 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 05-2 學(xué) 號 院 （系） 機(jī)電工程學(xué)院 指導(dǎo)教師(職稱) 完成時間 2009 年 6 月 1 日 線的終端一般是固定在剛性結(jié)構(gòu)或設(shè)備上，這

3、樣管線的延長將在縱向方向被限制，這就是遠(yuǎn)離管道終端部分的問題所在，其結(jié)果就是管道軸向部分被壓縮。如果管道是平鋪在海底則此壓縮將導(dǎo)致管道橫向移動，以紓緩其應(yīng)變能，其結(jié)果是產(chǎn)生“蜿蜒” 但穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。如果管道被溝填，溝槽寬度足夠但不被掩埋，壓縮將導(dǎo)致管線在溝槽中橫向變形其結(jié)果是長生有限向上位移的“狹窄蜿蜒” 。同樣，這仍然是一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。但是，一方面，如果溝槽寬度太窄而不能消除管道的過度應(yīng)變能，管道就只能向上移動。另一方面，溝填的管道可能

4、被覆蓋少量的土壤，雖然這樣管道的橫向移動被極大的限制，但向上的位移卻會過大（或不穩(wěn)定） 。最終當(dāng)管線應(yīng)變能超過回填物和管道自重提供的約束時，管線會脫離溝槽。對柔性管道而言，這種過度的向上的位移經(jīng)常被成為劇變屈曲。對于接近劇變屈曲狀態(tài)的柔性管道而言，重點(diǎn)是，管道相對環(huán)境危害將變的脆弱或失去其結(jié)構(gòu)的完整性。影響劇變屈曲的因素包括：安裝和挖溝產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力，初始時海底結(jié)構(gòu)和柔性管道的結(jié)構(gòu)性能以及周圍媒介如溝槽、回填土或負(fù)載。所以，為所有海底管線

5、評估潛在的劇變屈曲以成為普遍的做法，它可以使管線工作在更高的流量、壓力和溫度下。以上規(guī)格的支付要求會顯著增加項(xiàng)目預(yù)算。根據(jù)規(guī)格的支付要求會造成更大的風(fēng)險，引起劇變屈曲從而破壞結(jié)構(gòu)的完整性。此外一旦其成為經(jīng)濟(jì)上的制約，其它選項(xiàng)如設(shè)計(jì)智能路線或給管線預(yù)先加壓也應(yīng)該被考慮。為劇變屈曲已經(jīng)建立了很多模型，但它們中的大多數(shù)局限于簡化的個人資料，以便于分析模型可以在普遍靜平衡的基礎(chǔ)上得以發(fā)展。重點(diǎn)主要放在關(guān)鍵驅(qū)動力和上舉反力上，它們決定覆蓋物設(shè)計(jì)而

6、不是模擬管線反應(yīng)。這些簡化方法可能過于保守并且在某些情況下，它們不能確定危險點(diǎn)和潛在的劇變屈曲風(fēng)險，這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)后果。因此重要的是理解管線如何響應(yīng)各種附加情況，一邊獲取更高效率的設(shè)計(jì)，以確保管線的完整性，特別是柔性管道。為了更現(xiàn)實(shí)的評估離岸管線的劇變屈曲風(fēng)險，本文提出了一種有限元分析法。劇變屈曲的分析方法 劇變屈曲的分析方法Wellstream 的劇變屈曲分析是一種有限元分析法（ FEM ） 。進(jìn)行該分析是利用 ANSYS—一種