钢悬链线立管静力及涡激疲劳损伤研究

摘要

钢悬链线立管(SCR)是连接上部浮体和水下井口的关键结构。由于与该立管连接的上部浮体会发生横向和垂向运动以及下部接触的海床情况很难确定,加之立管悬垂段还受波浪、流的作用,造成立管的受力情况相当复杂。钢悬链线立管的静力分析是立管力学分析的基础,所以钢悬链线立管的静力分析十分必要。
　　 首先,论文介绍了钢悬链线立管的结构特点、设计关键技术、国内外研究进展以及在我国的应用潜力。然后针对立管所受的静力荷载进行了详细的研究,静力荷载包括立管功能荷载中的体积力和结构永久变形、压力荷载中的立管内部和外部静流体压力、环境荷载中的流力和上部浮体静位移。其次,利用大型通用有限元软件ANSYS,通过单元比较,建立了钢悬链线立管静力分析模型,得出立管的最大拉力在顶部与上部浮体连接的地方,而立管的最大弯矩在立管的静态触地点上(TDP)的结论,为立管设计提供参考。最后通过对立管涡激振动下的疲劳进行了分析,建立了一套简单的疲劳寿命预测方法。