文档介绍：密级:——编号:——分类号:——骸!海洋立管法兰结构设计与有限元分析工学硕士学位论文硕士研究生:指导教师学位级别学科、专业:论文提交日期:学位授予单位:聂武教授船舶与海洋结构物设计与制造船舶工程学院哈尔滨工程大学所在单位论文答辩日期:吕莉工学硕士年:‘
摘要各元件的相互作用,建立了立管一法兰一垫片一螺栓连接系统的非线性三维本论文回顾了立管中管道法兰设计研究的发展,介绍了现有几种典型的法兰设计方法。根据锅炉与压力容器规范中的法兰设计方法,对本文研究对象海洋立管法兰系统进行理论强度校核。结果证明所设计的法兰系统符合要求。文中详细介绍了邢拊<扑闳砑姆⒄埂⒐δ堋⒓扑惴椒ā前后处理程序和软件中的子模型法。将法兰接头各元件看成一个系统,研究有限元分析模型和法兰沉孔处的局部模型。通过计算得到了接头整体和各元件的变形和应力分布。把有限元分析得到的应力分布进行线性化处理,结果表明,法兰系统设计符合规范规定的要求。本论文还对螺栓和螺栓螺纹进行了应力研究,得出螺栓应力集中系数和应力放大系数,可以预示螺栓的疲劳关键词:立管;法兰;螺栓;强度较核;有限元强度情况。哈尔滨工程大学硕士学位论文
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作者┳:垦揖哈尔滨工程大学学位论文原创性声明日期:Ⅷ缪年/月≥本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
第绪论课题目的与意义世纪是海洋资源开发的新世纪,世界各国把开发海洋、发展海洋经济和海洋产业作为国家发展的战略目标。年代以来,美、日、英等国都相继提出了优先发展海洋高技术的战略决策。年,美国率先制订《全球海洋发展战略与规划》,日本政府制订了《面向世纪海洋开发推进计划》,英国海洋科技协调委员会发表《年代英国海洋科技发展报告》。我国“”期间,《国家呒际跫苹Q罅煊颉废钅空狡舳曛咀盼夜入了国际开发海洋的行列。随着陆上可用资源日益短缺和近海资源开发日益成熟,海上资源勘探、开发与利用正迅速向深海区域发展。据有关报告指出,世界成熟浅水区域油气新发现的规模正大幅下降,而在占全部海洋面积%的深海区域蕴藏着丰富的油气资源,超过米水深的油气田的平均储量规模将是浅水区域的两倍以上,勘探投资拥有较高的回报率,因此海洋开发逐渐向深水进军。尽管深水勘探钻井比大陆架和陆上钻井的总费用支出高,但是在深水区域能获得更多的油气储量,因此总体上平均单位发现成本并不高。不管海洋油田开发采用何种浮式方案,都需要使用立管系统,它是海洋基础结构的关键组成部分,是连接水下井口与水上浮体,内有各种用途管路的管状通道。下端通过万向节与海底井口连接,其上端与平台或船舶底部的滑移节配合。其内部一般有高压的油或气流通过,且处于复杂的海洋环境中,外部承受波浪、海流荷载等的作用,所以它薄弱易损。立管接头作为立管连接的主要部分,其作用显得更为重要,若立管接头系统的结构不合理或结构强度不够,可能会浪费安装及维修时间,甚至造成立管系统的破坏,造成油气泄漏,不仅工程本身遭受损失,污染环境,而且可能造成严重的次生灾害。立管接头是一种快速装卸立管的方式。在安装和操作时,立管法兰可以传递立管重量给安装架。并且给辅助管线和浮力装置产生的反作用力提供支哈尔滨工程大学硕士学位论文
本章小结件。法兰接头是由法兰一被连接件:垫片一密封元件:螺栓、螺母一连接持。它在传递立管承受载荷的过程中起到重要作用。立管接头主要有五种型式,其中一种为螺栓法兰连接,它既是一种可拆联接件,又是一种承压密封件组成。法兰连接一般是由为保证立管、管道和设备正常而又安全运行,法兰连接应作到:凶愎坏那慷龋灰蚩刹鹦读拥拇嬖诙魅跽褰峁沟那慷龋结构本身也要能抵抗所有的作用力;哟Ρ3置芊獠恍孤菟ǚɡ颊鱿低秤凶愎坏母斩龋绕湓诓作外力及温度有波动,介质有腐蚀情况下,仍能保证紧密密封;苎杆俨⒍啻沃馗醋安穑煤侠碡。因此本文本着满足以上要求的目的来研究立管法兰系统,为我国海洋开发提供技术支持。本论文主要做了以下研究:阅壳安捎玫墓谕夤艿婪ɡ急曜家约吧杓评砺劢邢低逞芯浚诜ɡ忌杓评砺奂氨曜佳芯康幕∩希氐憬樯苊拦鶤沽θ萜规范中选用的法兰强度计算方法,即法。并使用该方法对设计的法兰系统进行理论强度校核。且对拧紧法兰所必需的预紧力及预紧力矩的取值进冉夏壳耙恍┐笮图扑闳砑∪。鮏软件。介绍该软件的主要功能。用该软件对立管法兰系统建三维有限元分析模型,对法兰整体进行分析;并使用该软件中的子模型法对法兰沉孔建模分析。也对螺栓建立二维有限元模型分析螺栓