段塞流诱导柔性立管振动响应实验分析

在气液两相循环实验系统中开展了水动力段塞流诱导的悬链线型柔性立管振动响应测试,利用高速摄像非介入测试方法同步捕捉了柔性立管的振动位移与管内的段塞流动细节,预测了气体表观流速对水动力段塞流诱导柔性立管振动响应的影响规律,分析了振幅响应、模态权重、频谱变化以及管内流动特性.结果 表明,随着气体表观流速的增大,振动幅度逐渐增...     

含复合材料结构的非黏结柔性立管弯曲特性

非黏结柔性立管常用于将海底油气资源输送到平台,有时因设计需要会包含复合材料圆柱壳层结构.以一类8层的非黏结柔性立管为研究对象,分析了含有复合材料圆柱壳层结构的非黏结柔性立管的弯曲特性.提出了一种作用于非黏结柔性立管的轴对称载荷和弯曲载荷联合作用的理论模型,同时建立了计及详细几何特性的非黏结柔性立管数值模型进行了验证.分析了两种典型复合材料及其纤维体积分数对非黏结柔性立管弯曲特性的影响.理论与数值结果吻合较好,计算结果表明：非黏结柔性立管的弯曲特性受复合材料圆柱壳层轴向弹性模量影响较大,轴向弹性模量较大的复合材料会较大地增强完全滑移阶段的非黏结柔性立管的弯曲刚度.非黏结柔性立管的轴向抗拉刚度和完全滑移阶段的弯曲刚度都随着复合材料圆柱壳层的纤维体积分数增大,接近线性增强.     

运动监测装置对柔性立管整体性能的影响

针对服务于我国南海某FPSO采油平台的9.25英寸柔性立管,根据南海海域实测的海洋环境条件,基于专业的海洋工程软件orcaflex,对该柔性立管进行了整体性能有限元计算,分析了不同波浪方向下,立管运动监测装置质量以及安装位置对立管整体性能的影响。结果表明,波浪方向、立管运动监测装置的质量及其安装位置对立管的整体性能均具有一定的影响,其中,波浪方向主要对立管最大张力值影响较大,而立管运动监测装置的质量及安装位置对立管最小曲率半径和最大张力值影响均比较明显。     

深海柔性立管弯曲加强器力学建模及参数敏感性分析

柔性立管系统在深海资源开发中使用越来越广泛。弯曲加强器作为立管系统的重要构件,其设计和研究对立管系统在复杂工况下的正常作业有着十分重要的意义。同时考虑材料的非线性力学行为、几何大变形,以及弯曲加强器与立管之间的接触摩擦,建立典型三段式弯曲加强器-立管系统的三维非线性力学模型,并与工程常用线性简化模型结果进行对比,说明非线性力学建模的必要性。在此基础上,通过非线性计算对典型三段式弯曲加强器的关键结构设计参数进行敏感性分析。结果表明,弯曲加强器的各段长度比例、厚度等结构参数对系统工作性能都有一定影响,在弯曲加强器设计时应给予充分考虑。     

船体弯曲变形响应计算系统设计

构建以型线图为基础的载荷环境，以规范为目标的船体立体模型，利用图形环境为船体总纵变形构建计算平台，通过图形积分法求解总纵挠度，初步解决了船体总纵变形求解速度与精度之间的矛盾。     

轴压下非黏结柔性立管响应特性的数值计算方法

为避免传统数值方法对非黏结柔性立管骨架层和抗压铠装层简化导致其应力计算不准确的问题,给出了非黏结柔性立管响应特性的一种数值计算方法,计入骨架和抗压铠装层实际截面形状及层间相互作用,既能保持各层几何形状与真实形状高度一致,又具有高效、高精度的特点,能够有效模拟骨架和抗压铠装层受力、失效及层间接触.计算了8层非黏结柔性立管在轴向压缩载荷下的响应特性,结果表明:数值解与理论值吻合较好;承受压缩载荷的主要为拉伸铠装层;非黏结柔性立管抗压刚度远小于抗拉刚度;立管顶端边界条件对轴向压缩性能影响不大.     

防摩擦层对非粘结柔性立管截面力学性能影响

以一类八层非粘结柔性立管为研究对象,对防摩擦层分别采用计入实际几何形状的螺旋带模型和简化的圆柱壳模型,采用理论和数值方法计算立管在不同边界下的轴向及扭转刚度.计算结果表明:数值解与理论值符合较好;在轴向拉力、逆时针扭矩、顺时针扭矩(限制立管轴向位移)下,使用两种防摩擦层模型对立管刚度影响可以忽略;在轴向压力、顺时针扭矩(自由边界)下,采用圆柱壳模拟防摩擦层会大幅增大立管刚度.     

剪切变形对阶梯梁弯曲变形的影响

本文在考虑剪切变形的基础上,采用奇异函数来表示阶梯梁的抗弯刚度和剪切刚度,给出具有弯矩联结和剪力联结的阶梯梁弯曲变形的通解,并结合实例计算进行讨论.     

S型柔性立管顶部节流对管内压力特性的影响

在集输-S型柔性立管系统中实验研究了阀门开度对管内压力特性的影响.实验环路由水平段、倾角为-2°的下倾段和S型柔性立管组成.环路内径为50 mm,水平段长114 m,下倾段长16m,柔性立管的垂直高度为15.3m,全长24 m.实验发现,当阀门开度Z小于临界阀门开度Zcrtl时,由于流型发生了转变,随着Z的减小,系统压...     

热处理对消除水曲柳木材弯曲变形的影响

弯曲木制品的形状和尺寸稳定性直接影响弯曲木的应用前景和产品质量，为了保证弯曲制品的产品质量，笔对弯曲木尺寸形状稳定性进行了研究。提出了弯曲木制品尺寸稳定性的相关理论以及如何提高弯曲木尺寸稳定性的方法。对弯曲木制品进行了不同温度处理下的曲率半径回复试验，比较了木材经100，140，160，180和200℃5种不同温度下分别处理2，4，8h后，再经24C水浸泡24h，60℃水浸泡4h，100℃沸水煮1h后的曲率半径回复率。结果表明：弯曲木的曲率半径回复率嗵热处理时间的增加而减小，随处理温度的提高而减小。     

飞艇柔性变形对气动特性的影响研究

软式飞艇在低充气内压和来流共同作用下,其整体结构刚度较小,应视为柔性体.飞艇所产生的柔性变形和流场之间的耦合已经成为大家越来越关注的问题.利用数值方法模拟了平流层飞艇外流场和柔性变形的非动态相互耦合作用,并通过风洞实验验证了所建薄膜体变形和流场数值模拟及气动载荷耦合计算模型的适用性.利用该模型进一步确定外流场作用下艇体柔性变形对总体性能的影响,对平流层柔性飞艇的工程应用具有一定的参考价值.     

约束结构对单向弯曲柔性关节形变能力的影响

研制了一种新型气动柔性关节,能够实现较大的弯曲变形.该关节属于气动复合弹性体,在弯曲变形时具有非线性、大变形的特点,理论建模难度较大.通过改变约束结构和形状进行驱动变形实验,研究约束结构和形状对关节形变能力的影响.结果表明:在同样厚度约束件下,圆环面约束关节的端面转角大于圆柱面约束关节.圆柱面约束时,关节端面转角随着约束件厚度的增加而减少;圆环面约束时,关节端面转角随着约束件厚度的增加而增大.     

立杆初弯曲对满堂支撑架稳定承载力的影响

为研究立杆初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架稳定承载力的影响,采用随机缺陷模态法引入立杆的初弯曲。以某一扣件式满堂支撑架为例,考察立杆初弯曲方向角和幅值随机变量对满堂扣件式钢管支撑架的影响,进而提出基于拉丁超立方抽样的改进随机缺陷模态法。采用上述方法,分别分析了不同缺陷最大幅值、样本数量和直角扣件抗扭刚度情况下,立杆初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架稳定承载力的影响。结果表明:随着缺陷最大幅值的增大,立杆初弯曲将更为显著地降低结构的承载力,立杆的初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架稳定承载力的影响不可忽略;采用拉丁超立方法对满堂支撑架进行稳定分析时,样本数量应不少于立杆根数的两倍;直角扣件抗扭刚度越大,立杆初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架的影响更为显著。     

管结点柔性对杆件屈曲载荷的影响

海洋平台的导管架的管结点具有一定的柔性,其柔性大小对杆件的屈曲有影响,这种影响是复杂的。本文提出一种工程计算方法,导出基本方程;给出工程计算图表,可以简明地计算管结点柔性对杆件屈曲的影响。     

细长柔性立管涡激振动疲劳损伤分析

为了深入分析细长柔性立管涡激振动响应带来的疲劳损伤,在拖曳水池中对柔性立管进行了试验研究.由拖车带动立管运动产生相对来流,再根据测试得到的应变数据,结合材料常数得到立管的疲劳损伤.分别使用了基于单频率、常幅值的频域法以及多频率、变幅值的雨流法对疲劳损伤进行分析.分析发现:不同流速、相同模态阶数下的应变响应频率很接近,是由不同的流速在立管周围产生不同的流体附加质量所致.在大多数情况下,频域法得到的预测疲劳损伤比雨流法得到的真实疲劳损伤要大;但在少数情况下则相反.     

基于能量法的非黏合柔性立管轴对称响应分析

给出一种在轴对称载荷作用下非黏合柔性立管响应的理论分析模型.首先基于能量法推导出柔性立管各层的平衡方程并写成矩阵形式,得到其刚度矩阵;然后将各层刚度矩阵进行组装并考虑边界条件得到总刚度矩阵,进而通过迭代求解出所有变量.该方法可自行判断柔性立管各层之间可能发生的分离并相应调整层间的接触压力,因而可以考虑轴向刚度和扭转刚度之间的耦合以及载荷施加的方向.将理论分析结果与实验测试进行了对比,二者符合良好.讨论了二者之间存在偏差的原因,结果显示柔性立管各层之间的初始间隙对此影响较大.     

可以弯曲的柔性存储芯片

正柔性电子产品已经成为最近的研究热点。对可穿戴电子设备和医疗设备来说,具有磁性的柔性存储器件对其数据存储和处理可谓至关重要。尽管关于各种类型的存储芯片及其材料已有大量研究,但制作可以嵌入到能弯曲的柔软基片上的高性能     

螺旋列板立管受迫振动时的水动力学研究

为了减小立管受到的振动损伤,本文对无列板立管以及三螺旋对称分布列板立管的水动力参数进行了实验评估.自然环境中的波浪与来流被抽象为振荡流与均匀流叠加,实验工况分为静止流场和相对运动流场.同时,立管受迫振动方向分别为流场纵向、横向以及纵向45°夹角.结合Morison公式,由实验数据计算得到立管的附加质量系数Cm和托曳力系...     

剪切变形对梁弯曲影响的一种新解法

文献[1]中,介绍了求解剪切变形对梁弯曲影响问题的试凑法,费时费事,特别是对初学者尤感困难。本文介绍了一种新解法,概念清晰,推证严谨所得结果与试凑法完全相同,文中还引用了算例加以说明应用。     

剪切变形对双模量梁弯曲正应力的影响

利用静力方程确定了矩形截面双模量梁的中性轴位置,得到了矩形截面双模量梁的弯曲剪应力计算公式。在考虑剪切变形影响的情况下,利用矩形截面双模量梁的弯曲剪应力计算公式,导出了等矩形截面双模量梁弯曲正应力计算公式。通过算例分析了矩形截面双模量梁的长高比变化时,剪切变形对等矩形截面双模量梁弯曲正应力的影响。研究结果表明:当矩形截面双模量梁的长高比小于一定值时,剪切变形会对矩形截面双模量梁弯曲正应力产生较大的影响;拉压弹性模量相差较大的双模量材料梁弯曲应力的计算,应采用双模量材料力学理论进行分析计算,而采用经典材料力学理论进行分析计算是不合适的。