缺陷海底管道结构失效及风险评估研究

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1、缺陷海底管道结构失效及风险评估研究Studyonfailureandriskassessmentofdefectivesubmarinepipelines学科专业：船舶与海洋工程作者姓名：陈达兴指导教师：于国友教授天津大学建筑工程学院2017年12月摘要本文通过数值模拟结合实验验证的方式，研究椭圆度、腐蚀削薄、凹陷等管道缺陷对管道结构安全的影响，并在此基础上进行缺陷海底管道的风险评估。研究海底管道椭圆度产生的原因；在深海压力舱管道压溃实验中，通过调整海底管道试件的局部椭圆度，研究椭圆度对海底管道临界压溃压力的影响，并获得特定椭圆度下海底管道的临界

2、压溃压力；通过对比实验数据的方式验证在abaqus中模拟椭圆度管道压溃过程的可行性，并通过abaqus模拟研究海底管道含椭圆度段长度对其抗压性能的影响。通过数值模拟的方式研究削薄缺陷下海底管道的内压破坏，对规则削薄缺陷的长度、宽度和深度作敏感性分析；研究凹陷海底管道模型的凹陷建模过程，采集凹陷海底管道模型压溃破坏的数据；运用神经网络的方式拟合削薄缺陷海底管道的临界破坏内压，利用神经网络的自变量降维功能识别凹陷海底管道临界压溃压力的弱影响因素。通过理论推导结合数值模拟的方法，研究阻尼比对正余弦载荷作用下椭圆度管道临界压溃压力的影响；通过DNV规范结

3、合数值模拟的方式确定海底管道的合理阻尼取值。研究阻尼条件下正余弦载荷对椭圆度管道临界压溃压力的影响，对外部压力、动力载荷圆频率等因素作敏感性分析。研究正余弦载荷长轴方向加载和短轴方向加载情况下椭圆度管道结构响应的差异。建立缺陷海底管道结构失效故障树，提出一种新的专家打分法数据处理方法，并在两者的基础上进行缺陷海底管道结构失效的发生概率的计算。结合海底管道风险评价矩阵对缺陷海底管道进行风险评价，并提出风险控制的相应措施。关键词：缺陷，动力载荷，失效辨识IABSTRACTThroughnumericalsimulationandexperimenta

4、lverification,theinfluenceofpipelinedefectssuchasellipticity,corrosionthinningandsunkenonthesafetyofpipelinestructureisstudied,andonthisbasis,riskassessmentofdefectivesubmarinepipelinesiscarriedout.Studyonthereasonsofsubmarinepipelineovalityproduced;inthedeepseapressurecabinp

5、ipelinecrushingexperiment,byadjustingthesubmarinepipelinespecimenlocalellipticity,studytheellipticityinfluenceonthesubmarinepipelinecriticalcrushingpressure,andcriticalcrushingtoobtainspecificellipticityofsubmarinepipelineunderpressure;throughthecomparisonoftheexperimentaldat

6、atoverifythefeasibilitythesimulationofellipticityofpipelineinABAQUScompressionprocess,andthroughtheABAQUSsimulationofsubmarinepipelinewithellipticitylengthonthecompressiveproperties.Bymeansofnumericalsimulationofsubmarinepipelinedefectsundercutthininternalpressuredamage,thele

7、ngth,thewidthandthedepthoftheruleofthindefectsforsensitivityanalysis;modelingprocessofsubmarinepipelinesagdepressionmodel,depressionmodelacquisitionpipelinecrushingdata;criticaldamagefittingusingneuralnetworkwaythinningdefectsthesubmarinepipelineinternalpressure,usingneuralne

8、tworkvariablereductionfactorstheeffectofweakdimensionrecognitionofsa