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题名基于共旋坐标法的海洋柔性管缆动力学分析
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作者
孙晓旭
柯旺
赵岩
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机构
大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室
大连理工大学宁波研究院
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出处
《计算力学学报》
北大核心
2025年第1期37-43,共7页
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基金
国家自然科学基金(11772084)
中央高校基础研究经费(DUT22ZD209)资助项目。
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文摘
海洋柔性结构的运动往往随着开采深度和离岸距离的增加而不断增大,这种大幅度的往复运动使得结构危险点极易发生疲劳损伤,显著增加了失效的风险。本文考虑海洋柔性管缆大位移、大旋转和小应变的几何非线性,基于共旋坐标法开展了结构动力学分析。首先,基于共旋坐标法建立了柔性管缆的基本运动方程;其次,根据Morison方程计算水动力效应得到海洋柔性管缆的运动方程,并应用Newton-Raphson法结合HHT法进行求解;最后,在数值算例中将本文方法与商业软件分析结果进行对比,表明本文提出的方法能够有效用于海洋柔性管缆的非线性动力学分析。
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关键词
海洋柔性管缆
非线性动力分析
共旋坐标法
Morison方程
随机波浪载荷
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Keywords
marine flexible pipes and cables
nonlinear dynamic analysis
corotational method
Morison’s equation
random wave loads
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分类号
O313
[理学—一般力学与力学基础]
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题名基于异形梁模型的海洋柔性管缆防弯器数值模拟
被引量：10
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作者
席勇辉
阎军
杨志勋
郭宏
屈衍
李阳
赵娜
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机构
中国船舶重工集团公司昆明船舶设备研究试验中心
大连理工大学工业装备与结构分析国家重点实验室
中海油研究总院
海洋石油工程股份有限公司设计公司
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出处
《计算机辅助工程》
2014年第3期60-64,共5页
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基金
国家高技术研究发展计划("八六三"计划)(2012AA09A212)
国家自然科学基金(10902018)
国家重点基础研究发展计划("九七三"计划)(2004CB046803)
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文摘
为防止海洋柔性管缆在自重和环境载荷作用下的局部曲率过大而发生结构失效,在连接部位安装防弯器增加管缆弯曲刚度,并使管缆曲率分布均匀.分析防弯器力学性能和在位特点,阐述计算难点和几种数值建模方法的可行性与效果,并具体讨论用梁单元建立防弯器异形梁有限元模型的优势.利用平面异形梁单元特点,采用等效弯曲刚度进行防弯器结构分析,从而形成一套简洁高效的数值分析方法.通过数值算例评价该计算方法的适用性.
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关键词
海洋柔性管缆
防弯器
异形梁
弯曲刚度
数值模拟
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Keywords
flexible marine pipe/cable
bending stiffener
special shape beam
bending stiffness
numerical simulation
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分类号
P756.2
[天文地球—海洋科学]
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题名海洋柔性管缆防弯器连接结构的几何参数优化
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作者
石鸿毅
陈金龙
岳前进
陈琰霏
卢青针
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机构
大连理工大学海洋科学与技术学院
大连理工大学盘锦产业技术研究院
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出处
《中国海洋平台》
2021年第6期59-64,共6页
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基金
国家自然科学基金联合基金(编号:U1906233)
山东省重大科技创新工程项目(编号:2019JZZY010801)。
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文摘
为实现对海洋柔性管缆防弯器连接结构几何参数科学合理的设计,建立数值模型,采用正交试验法对连接结构进行分析。运用Abaqus软件建立包含连接结构的防弯器-海缆耦合数值模型,并设计等比例试验验证模型。通过设计正交试验,改变连接结构的5个几何参数,建立并计算16个数值模型,得到5个几何参数对防弯器性能指标影响的主次顺序和优设计区间。结果表明:该耦合数值模型和分析方法可为防弯器连接结构的设计提供有效指导;内套长度与圆柱外径对防弯器性能指标影响最大,应重点分析。
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关键词
海洋柔性管缆
防弯器
连接结构
耦合模型
正交试验
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Keywords
marine flexible pipe and cable
bend stiffener
connection structure
coupling model
orthogonal test
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分类号
P756
[天文地球—海洋科学]
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题名拉剪多轴载荷作用下的弹性梁弯曲变形
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作者
汤明刚
郭泽鹏
陆晔
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机构
中国船舶科学研究中心
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第32期13107-13112,共6页
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基金
国家自然科学基金(51709242)。
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文摘
为设计海洋柔性管缆装备多轴加载试验工况,通过建立解析模型和有限元数值模型研究了弹性梁在轴向拉伸载荷与横向多集中载荷共同作用下的弯曲变形,以及拉伸载荷、横向剪力、弯曲刚度等对变形的影响规律,拟合了弹性梁跨中曲率与多轴载荷的近似关系式。结果表明:解析模型结果与有限元结果吻合较好,可见解析模型的正确性。轴向拉力使得跨中区域曲率呈现“凹”形态;梁跨中曲率随拉力增大或剪力减小而迅速减小同时曲率分布更平滑,但随弯曲刚度的下降呈现先增大后减小;拟合的弹性梁跨中曲率与多轴载荷关系式满足工程精度要求。
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关键词
海洋柔性管缆
弹性梁
拉伸载荷
横向集中剪力
曲率
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Keywords
offshore flexible riser and umbilical
elastic beam
tension load
transverse concentrated force
curvature
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分类号
O342
[理学—固体力学]
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