海底管道受坠物撞击时的弹塑性有限元分析

摘要：

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,凹痕深度较大,但凹痕范围相对较小;90°撞击时对管道的塑性变形影响最大,摩擦系数影响较小;内压增加了管道的应力,但减小了凹痕深度;混凝土层对重量较大坠物的防护作用较弱;埋深超过1m能有效防止管道受撞击破坏;悬跨减小了管道凹痕深度,但使管道更容易产生整体破坏.与现行规范计算结果相比,该文方法更加符合实际.

关键词：海底管道、撞击、非线性、罚函数、凹痕

所属期刊栏目：28

分类号：TE973.92;O347.3(石油机械设备与自动化)

在线出版日期：2011-12-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：189-194