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外压下海底管道的屈曲和屈曲传播理论研究
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外压下海底管道的屈曲和屈曲传播理论研究
论文目录
 
致谢第1-7页
摘要第7-8页
ABSTRACT第8-14页
1 绪论第14-23页
　　1.1 课题研究的背景及意义第14页
　　1.2 研究现状第14-21页
　　　　1.2.1 外压下含腐蚀坑的管道的垮塌问题第15-17页
　　　　1.2.2 外压下弹性圆环大变形垮塌第17页
　　　　1.2.3 管道外物冲击分析第17-18页
　　　　1.2.4 海底管道屈曲传播第18-21页
　　1.3 目前存在问题第21页
　　1.4 本文主要研究工作第21-23页
2 含常深度腐蚀缺陷弹性管道在外压下屈曲失效第23-45页
　　2.1 概述第23-24页
　　2.2 含腐蚀管道分岔分析第24-32页
　　　　2.2.1 基本模型第24-27页
　　　　2.2.2 分岔压力和比较第27-29页
　　　　2.2.3 关于不可拉伸条件的讨论第29-30页
　　　　2.2.4 屈曲模态和腐蚀参数对于分岔压力的影响第30-32页
　　2.3 非线性静态分析第32-37页
　　　　2.3.1 理论公式第32-33页
　　　　2.3.2 与有限元结果的比较第33-34页
　　　　2.3.3 变形和应力分析第34-37页
　　2.4 两个腐蚀区域的耦合效应第37-38页
　　2.5 连续变化的腐蚀深度第38-41页
　　2.6 本章结论第41-42页
　　2.7 附录第42-45页
　　　　2.7.1 附录A: 一些常数的显式表达第42-43页
　　　　2.7.2 附录B:静态分析变形图w_1=0.4%第43页
　　　　2.7.3 附录C:对称和反对称参数分界图第43-45页
3 弹塑性含常深度腐蚀坑管道外压下屈曲第45-76页
　　3.1 概述第45页
　　3.2 弹塑性完整圆环在外压下的极限垮塌第45-50页
　　3.3 壁厚直径比的影响第50-51页
　　3.4 含腐蚀坑管道外压下塑性垮塌第51-59页
　　　　3.4.1 基础理论第51-52页
　　　　3.4.2 含常深度腐蚀坑的弹塑性垮塌分析第52-56页
　　　　3.4.3 有限元分析和比较第56-59页
　　3.5 多个腐蚀坑的耦合效应第59-62页
　　3.6 本章结论第62页
　　3.7 附录第62-76页
　　　　3.7.1 附录A:定理3.2的证明第62-64页
　　　　3.7.2 附录B:定理3.3的证明第64-76页
4 含任意腐蚀形态的圆环在外压下垮塌的解析计算第76-92页
　　4.1 概述第76页
　　4.2 含腐蚀圆环第76页
　　4.3 基本理论第76-78页
　　4.4 两种特定壁厚分布下的分岔问题第78-88页
　　　　4.4.1 弯曲刚度按余弦变化的情况(例A)第78-84页
　　　　4.4.2 壁厚按余弦函数变化的情况(例B)第84-88页
　　4.5 第三种壁厚分布的分岔第88-89页
　　4.6 本章结论第89页
　　4.7 附录第89-92页
　　　　4.7.1 附录A:节4.4中正对称相关代码第89-90页
　　　　4.7.2 附录B:节4.4中反对称情况相关代码第90-92页
5 非线性弹性圆环外压下垮塌的解析分析第92-115页
　　5.1 概述第92页
　　5.2 外压下弹性圆环的大变形垮塌第92-114页
　　　　5.2.1 同伦分析解第92-95页
　　　　5.2.2 软化系数α=0情况第95-97页
　　　　5.2.3 软化系数α<0情况第97-101页
　　　　5.2.4 利用线性化谐波平衡法求解环垮塌问题第101-105页
　　　　5.2.5 谐波平衡法和同伦分析法的联合方法第105-109页
　　　　5.2.6 非线性弹性环自发曲率的影响第109-114页
　　5.3 本章结论第114-115页
6 基于非线性支撑的预张力弦模型的海底管道动态屈曲模型研究第115-152页
　　6.1 概述第115-117页
　　6.2 非线性支撑下的张力弦模型第117-121页
　　6.3 外压下弦模型和真实海底管道在外物冲击下的响应的相似性第121-129页
　　　　6.3.1 弦模型在外压和压陷力下垮塌第121-123页
　　　　6.3.2 真实海底管道在外压和压陷力作用下垮塌第123-129页
　　6.4 含阻尼的弦模型第129-135页
　　　　6.4.1 含阻尼弦模型的屈曲传播数值计算第130-132页
　　　　6.4.2 含阻尼弦的稳定屈曲传播和反应扩散方程第132-135页
　　　　6.4.3 N_p=mc~2的情况第135页
　　6.5 内流体的流固耦合第135-142页
　　　　6.5.1 边界条件(1)第136-137页
　　　　6.5.2 边界条件(2)第137-138页
　　　　6.5.3 1D模型的数值计算验证第138-142页
　　6.6 刚塑性环模型和含阻尼的弦模型的结合第142-149页
　　6.7 考虑轴线能量耗散的屈曲传播压力第149-151页
　　6.8 本章结论第151-152页
7 基于用户子程序UEL的稳态动态屈曲传播研究第152-178页
　　7.1 概述第152页
　　7.2 浅拱结构无阻尼下动态屈曲传播第152-170页
　　　　7.2.1 问题描述第152-153页
　　　　7.2.2 准静态分析第153-154页
　　　　7.2.3 稳态动态分析第154-155页
　　　　7.2.4 保守情况的UEL算法开发第155-157页
　　　　7.2.5 稳定动态屈曲传播的计算结果第157-159页
　　　　7.2.6 带有阻尼的屈曲传播第159-170页
　　7.3 深埋管道的动态屈曲传播第170-173页
　　　　7.3.1 问题描述和FEM第170-172页
　　　　7.3.2 动态屈曲传播第172-173页
　　7.4 弹塑性管道的动态稳态屈曲传播第173-176页
　　　　7.4.1 瞬态分析第173-174页
　　　　7.4.2 稳态分析第174-175页
　　　　7.4.3 瞬态稳态结果的对比和讨论第175-176页
　　7.5 本章结论第176-178页
8 总结与展望第178-181页
　　8.1 本文主要工作总结第178页
　　8.2 主要创新点第178-179页
　　8.3 展望第179-181页
参考文献第181-188页
作者简介及在学期间获得的科研成果第188页

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