原文传递
基于绝对节点坐标法的管土相互作用分析
| 论文题名： | 基于绝对节点坐标法的管土相互作用分析 |
| 关键词： | 绝对节点坐标法;钢悬链立管;数值算法;管土相互作用 |
| 摘要： | 海洋立管是海上油气勘测生产系统的重要组成构件，其中，钢悬链立管由于其造价低、易铺设、适用广等优势成为各大海洋平台生产立管的首要选择，截至目前，钢悬链立管力学性能研究较为成熟，形成一系列成熟的理论体系。深水钢悬链立管具有刚度小、易变形的特点，其非线性因素对力学性能分析的影响较大，传统的小变形理论已不再适用。 绝对节点坐标法是基于连续介质力学和能量变分法下的新型坐标理论体系，它使用定义在全局坐标系下的空间坐标及其梯度来作为广义坐标，使用斜率坐标来代替传统转角坐标，避免坐标转换，较其他理论更能完整、精确地表现深水钢悬链立管系统的变形及运动情况。 本文的主要研究工作如下: 基于绝对节点坐标法，使用全局坐标系下的立管单元节点空间坐标及位移矢量梯度作为其绝对节点坐标，并在此基础上得到改进的三维二节点立管单元，继而得到基于该立管单元的单元切线刚度矩阵、质量矩阵、弹性内力及外载荷向量，根据有限元思想完成立管单元组装，得到基于绝对节点坐标法的钢悬链立管数值分析模型。使用Fortran95程序语言，分别使用牛顿—拉斐逊迭代法、改进的牛顿—拉斐逊迭代法与非线性Newmark-β算法对钢悬链立管数值分析模型展开静态及动态响应分析研究，形成研究钢悬链立管数值分析的新方法。 采用非线性P-y曲线作为管土相互作用模型，其中包括骨干曲线及卸载—再加载滞回曲线，建立基于此理论的非线性海床模型，展开钢悬链立管触地段区域管土相互作用力学特性研究，得到基于非线性管土相互作用的研究方法。 |
| 作者： | 薛蓓蓓 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 康庄;刘大辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
