深水立管柔性接头疲劳特性研究  被引量:9

Research on Fatigue Characteristic of Deepwater Riser Flexjoint

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作  者:陈景皓[1] 侯广成[1] 田凯 周灿丰[1] 

机构地区:[1]北京石油化工学院 [2]中国石油集团海洋工程有限公司工程设计院

出  处:《石油机械》2016年第6期67-70,共4页China Petroleum Machinery

基  金:国家973计划项目"深海柔性结构的非线性流固耦合振动与破坏机理"(2011CB013702)

摘  要:为了分析不同温度条件下深水立管柔性接头的疲劳特性,在建立深水钢悬链线立管有限元模型的基础上,计算了柔性接头工作时承受的应力,将立管截面处的轴力和弯矩时间-历程曲线带入柔性接头有限元模型的参考点处,通过预定义不同的温度场得到柔性接头橡胶元件的应变规律;同时将橡胶元件的应变带入等效应变法建立的疲劳损伤模型中,得到柔性接头橡胶元件的疲劳寿命。分析结果表明,柔性接头橡胶元件的最大应变发生在最上层橡胶的一端,在设计时应增强第1层橡胶的强度以延长柔性接头的使用寿命;当温度场在80℃时橡胶元件疲劳寿命最短,在设计和使用柔性接头时应避免橡胶元件处在这一温度场范围内。所得结论对柔性接头的设计和使用具有指导意义。To analyze fatigue properties of flexjoint on deepwater riser under different temperature,based on the establishment of deepwater steel catenary riser finite element model,the flexjoint stress under working condition has been calculated. By substituting the time history of axial force and moment of riser section into the reference point of the finite element model of flexjoint,the strain variation law of flexjoint rubber element could be attained by different predefined temperature fields. While substituting the rubber component's strain into the fatigue damage model established by equivalent strain method,the fatigue life of the flexjoint of rubber component could be attained. The results show that the maximum strain of flexjoint rubber element occurs at the top end of the rubber. The strength of the first layer should be enhanced in design to extend the life of flexjoint. The rubber element would have a minimum fatigue life in the temperature field of 80 ℃ which should be avoid in the design and use of flexjoint. The conclusions of study could provide guidance for the design and use of flexjoint.

关 键 词:深水立管 柔性接头 疲劳寿命 橡胶 温度场 应变 

分 类 号:TE951[石油与天然气工程—石油机械设备]

 

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