靜水壓力作用下夾層管道屈曲性能分析.pdf

1、近年來，人類對能源不斷增長的需求極大地加快了油氣資源的開采與消耗。與此同時，由于陸地和淺海石油資源的逐漸耗盡，如何從偏僻遙遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣的地區(qū)開采運輸油氣成為工程師們面臨的一個新的挑戰(zhàn)。而夾層管作為一種新穎的設(shè)計理念，被用來從深水及超深水寒冷環(huán)境中運輸油氣資源。本文的主要目標(biāo)就是研究這種新系統(tǒng)在高靜水壓力作用下的屈曲性能。
　　本文首先運用解析方法，在一系列假設(shè)的基礎(chǔ)上，通過求解系統(tǒng)特征方程的最小特征值來計算夾層管在靜水壓力作用下彈

2、性屈曲壓力的近似值。并發(fā)現(xiàn)隨著結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化，夾層管將出現(xiàn)兩種不同的屈曲現(xiàn)象。文中還介紹了兩種簡化方法并對其進行誤差分析。由于解析法建立在彈性變形的基礎(chǔ)上，并未考慮材料的塑性變形，因此在實際工程的應(yīng)用中將受到限制。為了提高研究精度，文中運用有限元方法建立夾層管外壓作用下的數(shù)值模型，并通過算例分析來研究夾層管在高靜水壓力作用下的受力性能和屈曲響應(yīng)。與單層管對比發(fā)現(xiàn)，夾層管的屈曲壓力以及變形能力都得到了很大的提高，并且夾層管有著不同的特征路