FPSO典型系统玻璃钢管路应力分析

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1、学校代码：10289分类号：U66密级：公开学号：142010008江苏科技大学硕士学位论文FPSO典型系统玻璃钢管路应力分析研究生姓名闫越导师姓名窦培林教授申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学专业领域船舶与海洋工程论文提交日期2016年12月23日研究方向船舶与海洋结构物设计制造论文答辩日期2017年3月17日答辩委员会主席祁恩荣评阅人2017年3月17日分类号：U66密级：公开学号：142010008江苏科技大学工学硕士学位论文FPSO典型系统玻璃钢管路应力分析学生姓名闫越指导教师窦培林教授江苏科技大学二O一七

2、年三月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStressAnalysisofFiberReinforcedPlasticsforTypicalPipeSysteminFPSOSubmittedbyYueYanSupervisedbyProfessorPeilinDouJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2017江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明

3、：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。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。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进

4、行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要玻璃钢(FiberReinforcedPlastics，FRP)以其优良的耐腐蚀性能、优异的水力学性能、比重小、重量轻和综合效益好等优越性能，在船舶和海洋工程装备中已经越来越广泛地使用。目前，玻璃钢管主要应用于海水管路，包括压载水系统、消防水系统和生活污水系统等。管路系统的正常运行是保障船舶、设备和人员安全的前提，考虑到海上的恶劣环境与复杂因素

5、，对管道系统需要有更高的要求。因此，为了证明玻璃钢在船舶与海洋工程装备应用的可行性，有必要对玻璃钢管道系统进行应力分析。本文的主要研究内容是为了证明玻璃钢管在海洋平台典型系统应用的可行性。主要针对深海FPSO的关键管路系统：压载水系统和消防水系统等，讨论了弹性模量对管道应力分析的影响，对FPSO压载水系统、消防水系统等进行了静力分析，开展了一次应力和二次应力的校核；并在此基础上着重研究了水锤对管道应力的影响。具体研究内容如下：1、以FPSO尾部机舱消防水系统和排烟管系统为研究对象，讨论了冷热态弹性模量对管道应力的影响，分析

6、其各自的优缺点和适用情况，并为后续应力分析提供依据；简单讨论了冷热态弹性模量对弹簧支吊架选型的影响。2、以FPSO压载水系统和消防水系统为研究对象，讨论了玻璃钢管和铜镍合金管在工况确定上的不同；根据确定的分析工况，分别对两种材质管路系统进行一次应力和二次应力的校核和分析，通过对比分析讨论二者在应力、约束载荷和位移结果上的不同，从而证明玻璃钢应用的可行性。3、以FPSO的消防水系统和压载水系统为例，首先利用公式计算出水锤载荷的最大值，并将该值导入到CAESARII中，对玻璃钢和铜镍合金进行水锤载荷的动态分析，讨论了其对管道应

7、力的影响，通过对比分析进一步证明玻璃钢应用的可行性。4、以FPSO消防水系统为研究对象，考虑到直接使用CAESARII进行水锤分析时仅仅使用最大水锤载荷进行计算，忽略了水锤载荷的衰减过程，故利用专业的瞬态分析软件PIPENET对消防水系统的水锤进行模拟，将得到的水锤载荷频谱导入CAESARII进行动态分析，并与估算得到的水锤载荷应力结果进行对比分析。关键词：玻璃钢；弹性模量；管道应力；水锤载荷IAbstractFiberReinforcedPlasticswithexcellentcorrosionresistance,s

8、plendidhydraulicperformance,smallspecificgravity,lightweightandgoodcomprehensivebenefitshavebeenwidelyusedintheequipmentofNavalArchitectureandOceanEngin