基于向量有限元的深水管道屈曲行为分析

摘要：

局部屈曲破坏是深水管道运行的最大安全问题之一.采用创新性的向量式有限元方法(VFIFE)分析深水管道结构屈曲行为,推导考虑材料非线性的VFIFE空间壳单元计算公式,编制Fortran计算程序和MATLAB后处理程序,开展外压下深水管道压溃压力和屈曲传播压力计算、压溃和屈曲传播过程模拟.开展全尺寸深水管道压溃试验,进行深水管道压溃压力和压溃形貌分析,对比验证了VFIFE、试验、传统有限元方法(FEM)得到的结果.结果表明:VFIFE能够直接求解管道压溃压力和屈曲传播压力,模拟管道屈曲和屈曲传播行为,计算结果符合实际情况,与压溃试验、传统有限元方法符合较好,并具有不需特殊计算处理、全程行为跟踪等优势,可以为深水管道结构屈曲行为分析提供一套新的、通用的分析策略.

关键词：管道结构、屈曲行为、向量式有限元、空间壳单元、压力舱试验

所属期刊栏目：38

分类号：TU312+.1;P756.2(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金面上项目;工信部项目;河南省重点研发与推广专项科技攻关项目

在线出版日期：2021-05-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：247-256