文档介绍：中国农业大学
博士学位论文
带裂纹海洋管道的断裂计算和可靠性分析
姓名:李杰
申请学位级别:博士
专业:车辆工程
指导教师:秦太验
20060601
摘要海洋石油管线是海洋油气资源开发和利用的生命线,它的安全与否直接影响着海洋工程的发展和海洋生物的安全。海洋石油管线在安装过程、渔业捕捞等人类海洋活动以及其它的海洋事故中,难免会产生各种各样的损伤和缺陷,这些缺陷在管线运输石油产品过程中,在缺陷局部会产生应力集中,生成微裂纹及宏观裂纹,并导致裂纹扩展,最后导致管线失效破坏。因而,为保障海洋管线的石油运输安全,避免遭受重大的经济损失和海洋生物生态环境的破坏,必须对海洋损伤石油管线进行强度计算与可靠性评估,为管线的维修、结构承载潜力的挖掘提供科学合理的决策依据。本文针对带裂纹海洋石油管道,利用边界元和权函数方法,给出了裂纹前沿应力强度因子的实用计算公式。在断裂分析的基础上,基于概率统计理论,为带裂纹海洋石油管道建立了断裂可靠性评估方法,给出了断裂失效概率和可靠度的计算公式。主要工作如下:褂帽呓缁址匠谭ńù盐坪Q笫凸艿蓝狭盐侍夤榻嵛G蠼庖蛔楸呓缁址匠蹋采用分域法将带裂纹的弹性体分为两个蚨喔不含裂纹区域的弹性体,将求解裂纹问题转化为求解普通弹性问题,并建立了数值求解方法。根据裂纹前沿的应力奇异性,给出了应力强度因子最思扑愎剑⒈嘀谱ㄓ贸绦颉W詈螅隽说湫臀侍獾氖导扑憬峁到峁钊寺意。τ萌êǎ直鸶隽思扑愦嵯蚝突废蛄盐坪Q笫凸艿烙αη慷纫蜃拥谋泶锸健利用已有的数值计算结果,并应用最小二乘曲面法,分析了应力强度因子解的拟合问题,给出了应力强度因子的实用计算公式,并给出典型数值算例的数值计算结果。数值结果表明,本文给出的应力强度因子计算公式简单、实用,能很好地满足工程使用要求。@褪倜辛思扑愫头治觯建立了疲劳寿命计算公式,并给出典型例子的寿命计算结果。诙狭鸭扑憬峁透怕释臣评砺郏捎眉薹治龅确椒ǎ栽谀谘够蛑崃屯渚刈饔孟拢带裂纹海洋管道的可靠性问题进行了断裂可靠性评估,建立可靠性评估方法,给出了管道的失效概率和可靠性的计算公式,并给出了典型例子的数值结果。关键词:海洋管道,裂纹,边界元法,权函数法,应力强度因子,可靠性
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础够砻名茸独创性声明关于论文使用授权的说明时间:诳诙嗄辍卧耮日蜠二年/月了日时间:籇石年乡月驴日阳艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮诵本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交古,我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为