共振管道全尺寸疲劳试验机的设计

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1、中图分类号：TH122单位代码：11414学号：2013214509题目共振管道全尺寸疲劳试验机的设计专业或领域机械工程研究方向机械设计及理论专业硕士生朱亚飞指导教师刘书海研究员现场导师唐德渝教授级高级工程师入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年5月硕士专业学位论文独创性声明郑重声明：本硕士专业学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研究做出贡献的个人和集体

2、，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。作者签名：東灸名日期：导师签名＾／：日期：２ＬＪ硕士专业学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学位

3、论文属于保密范围，保密期限ｉ年，解密后适用本授权书。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书面同意一，且须以中国石油大学（北京）为第署名单位。丨〇作者签名：象氣名曰期：＞１、似加、导师签名：日期ｂ、必：．－－Ｉ摘要摘要随着海洋石油的大力发展，海底管道的需求量越来越大。管道服役过程中的恶劣环境，易导致其发生疲劳失效，对人力、财力以及环境造成的损失不可估量。因此，对于海底管道的疲劳研究及安全评定显得尤为重要。目前，由于全尺寸疲劳设备的匮乏，国内对海底管道的研究主要集中于小尺寸。而研究表明大尺寸更能反映管道的

4、真实寿命。为了完善海底管道在全尺寸疲劳试验领域的研究，本文通过分析海底管道服役环境，完成了共振管道全尺寸疲劳试验机的设计，并完成关键结构件的强度校核和有限元分析。通过对国内外海底管道全尺寸疲劳试验机发展概况的调研，提出了共振管道全尺寸疲劳试验机的研究内容，并详细分析了海底管道的结构尺寸和服役环境，拟定了试验机的基本设计参数。针对试验机需要实现的功能，完成了系统方案、传动方式、控制系统及数据采集模块的设计，利用Inventor三维设计软件完成了试验机结构设计，并通过对试件管道固有频率的计算，完成了振动加载模块的设计。通过对各结构件的受力分析，对关键易损结构件进行了

5、强度校核，并利用ABAQUS分析软件对部分结构件进行了应力分析，为试验机结构可靠性提供了理论依据。关键词：海底管道；全尺寸疲劳试验机；共振；结构设计；有限元分析-II-AbstractThedesignoftheresonantpipefull-scalefatiguetestingmachineAbstractWiththerapiddevelopmentofoffshoreoil,largeamountsofsubmarinepipelinesareneeded.Theadverseworkingconditionofpipelineinservice,wh

6、ichtendstobeeasytocausethefatiguefailure,andthelossofmanpower,resourceandtheenvironmentcausedbyitisimmeasurable.Therefore,itisquietimportanttocarryonresearchoffatigueandsafetyassessmentofsubmarinepipeline.Atpresent,duetothelackoffull-scalefatigueequipment,domesticresearchofsubmarinep

7、ipelinemainlyfocusedonthesmallsize.However,researcheshaveshownthatfullscalefatiguetestcanreflecttherealityworkinglifeofthesubmarinepipelinemore.Inordertoimprovetheresearchinthefieldofsubmarinepipelineinthefull-scalefatiguetest,basedontheanalysisofsubmarinepipelineinserviceenvironment

8、,thispaperco