海洋柔性立管疲勞試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、目前海洋油氣資源開(kāi)采后的運(yùn)輸方式主要有三種方式，分別是容器運(yùn)輸、管道運(yùn)輸、容器-管道混合運(yùn)輸。目前世界各國(guó)大部分都采用管道運(yùn)輸作為其主要的油氣運(yùn)輸方式。而管道又可分為兩類，即剛性管道與柔性管道。柔性管較之于剛性管有很多優(yōu)點(diǎn)，例如其易彎曲、方便鋪設(shè)、并且可回收、經(jīng)濟(jì)性能好，并且比剛性管更適應(yīng)海洋環(huán)境。
　　海洋柔性立管受循環(huán)應(yīng)力作用（波浪、海流、船體等）較多的表現(xiàn)出軸向拉伸應(yīng)力及橫向彎曲應(yīng)力。在不斷的循環(huán)應(yīng)力下管體會(huì)發(fā)生疲勞破壞，影

2、響使用壽命。柔性立管的設(shè)計(jì)需要通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證其合理性。
　　本文設(shè)計(jì)了立管全尺寸疲勞試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)可以對(duì)柔性立管施加彎矩與軸向拉力使立管完成拉彎組合試驗(yàn)。通過(guò)該試驗(yàn)機(jī)可以獲得規(guī)定循環(huán)次數(shù)下立管內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可靠性測(cè)試結(jié)果和最終狀況。本文首先通過(guò)對(duì)柔性立管疲勞試驗(yàn)的原理對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該結(jié)構(gòu)為臥式結(jié)構(gòu)，通過(guò)拉伸端提供張力以及擺動(dòng)端提供驅(qū)動(dòng)以模擬柔性立管工作環(huán)境。然后利用有限元軟件對(duì)試驗(yàn)機(jī)的主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力分析以驗(yàn)證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并對(duì)試