导管架平台的多裂纹干涉的分析研究

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1、中图分类号：TE952单位代码：11414学号：2013214505题目导管架平台的多裂纹干涉的分析研究专业或领域机械工程研究方向海洋油气装备技术专业硕士生张振楠指导教师段梦兰教授现场导师余利军高级工程师入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年4月硕士专业学位论文独创性声明郑重声明：本硕士专业学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研宂ｔ．作所取得的成果。除ｒ文屮特別加以标注和致谢的地方外，ｉ仑文中不包含其他个人和集体ｄ经发表或撰写的研宂成果，也不包含为获得中ｍ石油大学或名其它单位的学位或证书所使用过的材料，。对木研宄做出贡献的个人和集体均己在论文中做了明确

2、的说明并表示ｆ谢怠。作者和导师完全意ＩＲ到本声明产生的法渖后果并承担相应贵任。ｕ作者签名：日期：ｔ、：日期〇导师签名：７＞／６、６没硕士专业学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全，解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版：允许学位论文被査阅和借阅：学校可以公布学位论义的全部或部分内容．可以采用影印、缩印或扫描等ａ制手段保存和汇编学位论文：可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学位论文属于保密范保密期限ｉ年，解密后适用本授权书。

3、本学位论义作衣如需公开出版学位论文的部分或全部内容．必须征得导师ｍ－）面同意，且须以中阳石汕人学（北京为第署名单位。＇＾：ｒｂ．作者签名：日期ｙｂｔ导师签名：Ｉ日期：－－Ｉ摘要摘要导管架平台是应用最广泛同时也是最重要的固定式平台，长期受到风、浪等载荷的作用，并且导管架节点处存在着应力集中，因此导管架的管节点处经常存在着裂纹缺陷，严重影响了平台的使用安全和寿命。本文总结了各种分析研究应力强度因子的方法，最终选取有限元法中的节点位移法和单元应力法来计算导管架平台T型管节点处裂纹尖端的应力强度因子。首先，利用ABAQUS对T型管节点处撑杆上周向单个穿透裂纹的应力

4、强度因子进行了计算，并对应力强度因子受撑杆壁厚和裂纹长度的影响进行分析。其次，对T型管节点处分别位于撑杆和弦杆的两条异面周向穿透裂纹进行了应力强度因子的有限元计算，总结了两裂纹之间的干涉规律，讨论了不同撑杆壁厚、裂纹长度、载荷大小以及裂纹间距等情况下，弦杆裂纹的存在对撑杆裂纹的影响，对比了有无弦杆裂纹干涉时的撑杆裂纹应力强度因子，计算得出应力强度因子比。单个裂纹的分析表明撑杆壁厚越大，应力强度因子越小。当壁厚大于20mm时，应力强度因子基本保持不变；当壁厚小于5mm时，应力强度因子变化显著。随着裂纹长度增加裂纹扩展速率增大。异面双裂纹的分析表明弦杆裂纹的存在对撑杆裂纹的扩展起到了抑制作用

5、，其中随着裂纹长度增加抑制作用逐渐减小；随着撑杆壁厚增加抑制作用逐渐增加；裂纹间距的改变对抑制作用的影响不明显；由于撑杆裂纹的干涉效应，弦杆裂纹应力强度因子随撑杆壁厚增加反而缓慢增大。撑杆和弦杆等壁厚时的分析表明最大应力始终保持在弦杆的裂纹尖端处，并且弦杆裂纹的应力强度因子偏大。关键词：导管架平台；T型管节点；裂纹；应力强度因子；裂纹干涉-II-ABSTRACTTheAnalysisandResearchofMultipleCrackInterferenceofTheJacketPlatformABSTRACTJacketplatformisthemostwidelyusedkindof

6、fixedplatformandsufferswind,waveandotherloadsallthetime.Thereisstressconcentrationatthejacketnodes,sothatcrackdefectsoftenoccur,whichhaveseriousimpactsonthelifeofplatform.Methodsofanalysisofstressintensityfactoraresummarized.Aftercomparing,finallythenodedisplacementmethodandelementstressmethodoff

7、initeelementmethodarechosen.First,influenceofwallthicknessandlengthofcrackonstressintensityfactorofTtubenodepolesisanalyzed.Thentwodifferent-faceandcircumferencepenetratedcrackareanalyzedandtheinterferencelawissummariz