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双腐蚀缺陷海底管道的有限元分析研究的开题报告一、背景和研究意义随着海洋石油和天然气资源的不断开采，海底管道作为石油和天然气输送的主要手段，已成为海洋工程的重要组成部分。
但是，海底管道在使用过程中，由于酸性物质、海水腐蚀、宁静水腐蚀等原因，容易产生各种缺陷，其中双腐蚀缺陷是一种常见的缺陷类型。
在一定程度上，这种缺陷对海底管道内部的安全性和稳定性产生了很大的影响。
因此，对于双腐蚀缺陷的研究十分必要，可以为海底管道内部的安全和稳定性提供一定的保障。
本研究旨在通过有限元分析的方法，对双腐蚀缺陷海底管道的力学性能进行研究，为相关领域的研究提供参考和依据。
二、研究内容本研究的主要研究内容包括以下几个方面：1. 分析双腐蚀缺陷对海底管道的力学性能的影响，重点关注管道的强度和稳定性。
2. 基于有限元分析方法，建立双腐蚀缺陷海底管道的数值模型，通过计算分析管道的应力和变形分布。
3. 研究不同尺寸、深度和位置的双腐蚀缺陷和其他类型缺陷对管道力学性能的影响，并提出相应的防护措施和修复方案。
三、研究方法本研究采用有限元分析方法进行数值模拟，通过研究不同类型、尺寸、深度和位置的双腐蚀缺陷对海底管道的力学性能的影响，从而确定其强度和稳定性。
具体研究步骤如下：1. 建立双腐蚀缺陷海底管道的数值模型，包括管道本身和周围海水的载荷。
2. 设计实验方案，分析不同尺寸、深度和位置的双腐蚀缺陷对管道应力和变形分布的影响。
3. 使用ANSYS等有限元软件进行数值模拟，通过计算分析管道的应力、应变、变形、破坏形态等性能参数。
4. 收集和整理实验数据，绘制相应的图表并进行分析。
5. 根据研究结果，提出相应的防护措施和修复方案。
四、预期成果通过本研究，我们将得出以下预期成果：1. 建立双腐蚀缺陷海底管道的数值模型，对不同尺寸、深度和位置的双腐蚀缺陷对管道力学性能的影响进行分析。
2. 分析管道的应力、应变、变形、破坏形态等性能参数，并根据实验结果提出相应的防护和修复方案。
深水海底管道的抗压溃屈曲性能试验研究牛爱军;牛辉;苑清英;黄晓辉【摘要】为了明确深水海底管道的抗深水压溃性能,防止管道发生压溃屈曲及屈曲扩展破坏,采用有限元模拟及实物管件外压测试试验的方法,对开发的X70钢级Φ914 mm×36.5 mm规格深海用厚壁直缝埋弧焊接钢管管件在35 MPa均布外压载荷下的抗深水压溃屈曲性能进行了试验研究.深海高压模拟试验舱外压测试试验表明,管件在不承受内压的条件下,最大外压加载至35 MPa,并保压15 min,管件无失稳、凹陷或压溃现象,管件的变形属于弹性变形.研究结果表明,试验管件的强度能够承受35 MPa的静态外压载荷,具备抵抗相当于3500 m水深的海底管道的压溃屈曲能力.%In order to define the crushing resistance of deepwater submarine pipeline, prevent pipeline crushing buckling and buckling propagation destruction. The test research on resistance to crushing buckling performance of the developed X70 steel grade Φ914 mm ×36.5 mm thick wall SAWL pipe fittings (used for deepwater submarine pipeline)were studied, at 35 MPa uniform external pressure loading, by adopting finite element simulation and real pipe fitting external pressure test. The external pressure test of deep-sea high pressure simulation experiment cabin showed that the maximum external pressure load to 35 MPa without internal pressure, and the pressure holding for 15 minutes, without unstability, concave or crushing phenomenon appeared on fittings and the deformation of fitting belongs to elastic deformation. The experiment results indicated that the strength of the test fittings can withstand 35 MPa static external pressure load, possesses the capacity ofresistance to crushing buckling of submarine pipeline equivalent to 3500 meters water depth.【期刊名称】《焊管》【年(卷),期】2017(040)005【总页数】6页(P8-13)【关键词】深水海底管道;压溃;屈曲;有限元分析;外压【作者】牛爱军;牛辉;苑清英;黄晓辉【作者单位】国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡 721008;宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院,陕西宝鸡 721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡 721008;宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院,陕西宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡 721008;宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院,陕西宝鸡 721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡 721008;宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院,陕西宝鸡 721008【正文语种】中文【中图分类】TG335.5Abstract:In order to define the crushing resistance of deepwater submarine pipeline,prevent pipeline crushing buckling and buckling propagation destruction.The test research on resistance to crushing buckling performance of the developed X70 steel grade Φ914 mm×36.5 mm thic k wall SAWL pipe fittings（used for deepwater submarine pipeline）were studied,at 35 MPa uniform external pressure loading,by adopting finiteelement simulation and real pipe fitting external pressure test.The external pressure test of deep-sea high pressure simulation experiment cabin showed that the maximum external pressure load to 35 MPa without internal pressure,and the pressure holding for 15 minutes,without unstability,concave or crushing phenomenon appeared on fittings and the deformation of fitting belongs to elastic deformation.The experiment results indicated that the strength of the test fittings can withstand 35 MPa static external pressure load,possesses the capacity of resistance to crushing buckling of submarine pipeline equivalent to 3 500 meters water depth.Key words:deepwater submarine pipeline;crushing;bucking;finite element analysis;external pressure近年来，世界石油勘探重点已由陆地转向海洋、浅海转向深海，深水和超深水的油气资源的勘探开发已经成为世界油气开采的重点领域，深水海底管道也已成为深海油气开发工程的重要组成部分[1-2]。
第3期2021年3月机械设计与制造Machinery Design & Manufacture181船用管件弯曲成型的有限元建模与实验验证钱峰，潘笑誉，何亚伟，叶小奔(大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024)摘要:基于弯曲成型理论并结合船用管件弯曲成型的实际工况，采用A B A Q U S/C A E模块建立了 20钢管件的数控弯曲 成型有限元模型，对建模过程中的力学模型、几何模型、单元定义、网格划分及其敏感性分析和约束接触设置等步骤进行 了详细的说明。
通过提取弯曲段横截面的最小壁厚值，与变形前的截面壁厚相比，定义了弯管外侧壁厚的减薄率。
同时，通过提取畸变后的管件截面的椭圆长短轴，推导出了截面畸变程度质量指标的计算方法。
与实验结果比较，有限元模型 的计算结果与实验测量数据之间的相对误差较小，从而验证了有限元模型计算的精确度和可靠性，为管件的弯曲成型加 工提供了理论依据，可应用于加工后管件质量的评价。
关键词:数控弯管机;有限元;弯曲成型;约束条件;实验验证中图分类号:T H16;T P242文献标识码:A文章编号：100丨-3997(2021 )03-0181-04FEA Modeling and Experimental Validation of Marine Pipe in the Bending ProcessQIAN Feng, PAN Xiao-yu, HE Ya-wei, YE Xiao-ben(School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology,Liaoning Dalian 116024, China)Abstract on the theory o f bending f orming and the processing environment, a f inite element model o f the marine pipe made of 20# steel was built with the A B A Q U S/C A E package, wherein modeling procedure including the mechanical models geometric m odel，unit definition, grid meshing with sensitivity analysis y constraint and contact setting were described in detail. The relative error between the minimum thickness o f t he deformed pipe and the original thickness was adopted to define the wall thinning rate. Moreover, the performance indices,corresponding to cross-section distortion defined by the longer and shorter axes o f the ellipse formed by the deformed pipe cross-section y were introduced. The comparison between the F E A and experimental results shows that the relative errors between them are relatively small and acceptable to validate the F E A model, which can be applied f or evaluating the quality o f the pipe bending process.Key Words：CNC Pipe Bending Machine；Finite Element；Bending Forming Theory；Constraints；Experimental Validationi引言船舶在构建生产过程中，其管道配件的生产在占有极其重 要的地位。
基于ANSYS软件对受压水管疲劳的有限元分析报告一、概述本次大作业主要利用ANSYS软件对水管的疲劳进行分析,计算出水管的最大寿命。
然后与实际情况进行比较,证明分析的正确性,从而为水管的优化分析提供了充分的理论依据，并且通过对ANSYS软件的实际操作深刻体会有限元分析方法的基本思想，对有限元分析方法的实际应用有一个大致的认识。
二、问题分析日常生活中经常遇到水管破裂的问题，有的因为受冻破裂，有的因为水压过大，也有的受到水压不停冲击产生的疲劳破坏。
如下图示为参考模型，自行定义尺寸，建立水管模型，施加水压0.1MPa,分析在该水压下，水管能承受多少次冲击。
假设水管两端固定图1 水管三、有限元建模寿命分析之前需要进行强度分析，在Windows“开始”菜单中执行ANSYS—Workbench 命令。
创建项目A，进行静力学分析，双击左侧的static structure即可图 2 强度分析项目如图 3所示，常用的水管为PE管，其弹性模量为2GPa，泊松比为0.39图 3 材料定义双击Geometry进入几何模型建立模块，进行几何建模。
如图所示为二通接头，水管采用面体建模，首先建立其中一根水管，直径为30mm，长度为0.5m，如下所示三通的外径要略大于水管，直径为32.5mm，在水管端部建立圆草绘面，拉伸成二通接头的模型，如下所示同理建立，建立另一侧水管，最终模型如下所进入Workbench进行材料设置，并进行网格划分，设置网格尺寸为2mm，最终有限元网格模型如下图所示：图7 网格设置图8 网格模型模拟实际情况，两端面固定，水管右端施加0.1MPa载荷，如下图所示图9 载荷约束四、有限元计算结果（1）位移变化，如图12所示，结果最大变形为0.001mm，图12 位移云图（2）等效应力计算结果，如图3所示，最大等效应力为15.467MPa图13 等效应力云图添加Fatigue tool进行疲劳分析，Fatigue设置如下寿命云图如下所示，应力最大区域，寿命最小，该水管最多可以使用1.4e5次，此后便会发生裂纹破坏。
X65钢级海洋管道全尺寸疲劳性能试验研究胡艳华;唐德渝;方总涛;牛虎理【摘要】文章针对X65钢级海洋管道,综合考虑焊接残余应力、应力集中、焊接初始缺陷、管道停输及内部介质压力波动等多因素影响,在国内首次开展了管道四点弯曲+内压联合的全尺寸疲劳试验研究.通过管道全尺寸疲劳性能试验,得到不同规格管道在不同应力幅下的疲劳循环次数,而后依据国际通用的标准规范BS 7608与DNV C203对全尺寸疲劳试验结果进行了量化的评定分析.该研究不仅有利于积累海洋管道全尺寸疲劳性能试验数据,且可为评价海洋管道后续的全尺寸疲劳试验寿命及服役期间的安全运行周期提供定量依据.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2014(040)006【总页数】4页(P29-32)【关键词】海洋管道;焊接接头;全尺寸疲劳试验;疲劳性能【作者】胡艳华;唐德渝;方总涛;牛虎理【作者单位】中国石油集团工程技术研究院,天津300451; 中国石油天然气集团公司海洋工程重点试验室,天津300451;中国石油集团工程技术研究院,天津300451; 中国石油天然气集团公司海洋工程重点试验室,天津300451;中国石油集团工程技术研究院,天津300451; 中国石油天然气集团公司海洋工程重点试验室,天津300451;中国石油集团工程技术研究院,天津300451; 中国石油天然气集团公司海洋工程重点试验室,天津300451【正文语种】中文以往，国内管道疲劳试验方法一般采用小尺寸疲劳试验分析方法。
该方法在试验过程中忽略了尺寸效应，且试样加工过程中存在释放焊接残余应力与应力集中的影响，导致试验结果偏高，实际应用中需对其结果进行适当调整与修正。
随着电液伺服疲劳试验机的飞速发展，近年来国外将研究重点由小尺寸疲劳试验转为全尺寸疲劳试验，取得了一定的研究成果，并在海洋重点管道工程中得到应用[1]。
可以说，依据海洋管道全尺寸疲劳试验所得到的试验数据，用于其寿命预测与安全性评价，已逐渐成为行业的共识。
一、产品介绍：
FLPL-E四点弯曲疲劳试验机用于具有夹层结构的硬质泡沫材料进行四点弯曲疲劳测试，并可根据GB、ISO、DIN、ASTM、JIS、FUL、EN、YY等国际标准或行业标准进行试验和提供测试数据。
二、主要技术参数：
2.1、型号：FLPL103E、FLPL203E、FLPL503E、FLPL104E；
2.2、额定试验力可选：0-1KN、2KN、5KN、10KN；
2.3、试验力示值精度：1%-100%FS范围内；
2.4、试验力动态示值波动度：±0.5%FS；
2.5、作动器最大位移：±50mm;示值精度±0.5%FS；
2.6、疲劳试验波形：正弦波、方波、三角波、斜波以及正弦块波等；
2.7、控制方式：位移或试验力闭环控制；
2.8、试验频率范围：0.1-15Hz；
2.9、试验空间：高度可调整空间400mm；
2.10、T型工作台,可扩展多种试验测试工装；
2.11、伺服作动器上置，作动器为电子伺服系统,外观精美,操作方便,性能优异；
2.12、试验数据实时显示、回放、放大、分析、存储、输出功能等；
2.13、配置馥勒专业的泡沫四点弯曲试验夹具疲劳用；
2.14、馥勒四点弯曲疲劳试验机应用于泡沫材料、泡沫夹层材料疲劳力学性能测试，对泡沫材料的强度研究具有重要意义。
