一、Nonlinear Finite Element Analysis of Ocean Cables（论文文献综述）
庞国良[1]（2020）在《海洋非粘结柔性管截面力学特性及典型失效分析研究》文中研究说明海洋油气资源开发不断迈向深海、超深海领域,恶劣的海洋环境使得油气开采面临诸多挑战,也对开采装备提出了更高要求。非粘结柔性管凭借其特殊的结构型式、优越的力学性能,在国际海洋油气资源开发中的占据重要位置,自其问世后学术界和工程界对其一直相当关注。当前我国深水柔性管设计、生产及应用基本依赖进口,价格昂贵且供货周期较长,严重制约我国深水油气资源开发进程。因此开展柔性管力学特性分析及典型失效研究,对实现柔性管生产国产化、突破这一深海油气资源开发“卡脖子”技术、提升我国海洋装备研发能力具有重要价值,同时在学术研究上,也为柔性管的力学特性分析及典型失效评估提供有益参考。本文在系统地总结柔性管国内外研究现状基础上,以理论及数值分析为主要研究手段,针对柔性管在轴对称荷载和弯曲荷载下的截面力学特性、压溃失效问题及柔性立管疲劳失效进行深入研究,主要工作有以下几个方面:1)柔性管截面力学特性理论分析计算。轴对称载荷方面,根据各管层材质及结构型式将柔性管所有管层分为聚合物层、互锁金属铠装层和抗拉铠装层,基于功能原理推导了各类管层在轴向拉力、扭矩及内外压作用下的平衡方程并组装成柔性管整体平衡方程;弯曲载荷方面,分析了无滑移及滑移阶段的柔性管抗拉铠装层螺旋钢带的力学平衡特性,并给出了不同弯曲阶段的柔性管弯矩及弯曲刚度表达式,为后文柔性管简化数值模型建立及不同载荷条件下的截面力学特性分析提供理论基础。2)柔性管简化数值分析模型建立及不同载荷下的截面力学特性研究。建立了骨架层和抗压铠装层的三维精细化数值模型并分析其在不同载荷条件下的力学性能,提出了根据刚度等效原则将柔性管内四层（骨架层、内护套层、抗压铠装层和防摩擦层）等效为一层具有正交各向异性材料特性的圆筒结构的计算方法并对其进行了验证;同时考虑到柔性管定制化设计的工业应用实际和方便开展研究,编制了柔性管参数化建模程序及开发图形用户界面（GUI）用于提高柔性管建模效率;基于所建模型,开展了在轴对称载荷、弯曲载荷及组合载荷条件下的柔性管截面力学特性系统研究,通过对比实验所得的管道等效刚度及抗拉层钢带应变值验证柔性管数值模型的有效性,并重点分析了在不同边界条件、不同载荷耦合作用下的柔性管力学响应,为柔性管力学性能分析及优化设计提供参考。3)柔性管临界压溃载荷等效计算及压溃影响因素分析。针对柔性管典型压溃失效,提出一种柔性管骨架层等效厚度计算方法,此方法可以考虑骨架层内部钢带间及与相邻内护套层间实际接触特性,同时计及管层间的配合关系,可以方便求得骨架层等效厚度并用于临界压溃载荷求解;基于等效后的骨架层几何参数建立了包含骨架层及内护套层的二维柔性管压溃数值模型,计算临界压溃载荷并与三维数值模型求得的结果进行对比,验证等效方法及二维数值模型的有效性;基于所验证的柔性管压溃数值模型,利用弧长法进行柔性管非线性压溃的影响因素参数化分析,分析了柔性管在不同初始缺陷型式、初始椭圆度、骨架层材料弹塑性及外部层限制作用下的压溃特性及后屈曲行为,为柔性管的临界压溃载荷计算及抗压溃设计提供依据。4)柔性立管整体静力、动力特性分析及疲劳寿命评估。基于Sesam/Sima建立了包含浮式平台、系泊系统及柔性立管的整体耦合分析模型,分析了缓波型柔性立管线型布局及张力、曲率沿管长分布特性;探究了不同浮力段浮力因子、长度、起始点位置对立管线型、张力及曲率分布的影响;基于实际海域参数,考虑波浪、海流及上部平台运动,对立管进行非线性时域动力响应计算,得到立管热点处的载荷响应时程;并结合本文所提出的柔性管截面分析简化数值模型,得到柔性管抗拉层应力响应时程,基于S-N曲线和Miner线性累计损伤理论,计算立管不同抗拉层的疲劳寿命,形成了一套柔性立管疲劳寿命的评估方法,为柔性立管的选型设计及疲劳寿命评估提供支撑。
罗贵星[2]（2020）在《吊物跌落下半潜式起重平台结构损伤特性研究》文中进行了进一步梳理半潜式起重平台作为海洋结构物拆解吊运作业不可或缺的一员,长期处于复杂恶劣的海洋环境,由于吊运过程中难以避免风、浪、流的作用,还有可能发生的人员操作失误,极易发生跌落事故。因此,研究和评估半潜式起重平台在吊运跌落中的结构安全性具有重要现实意义。本文针对于平台甲板结构跌落事故中的抗冲击性能以及降低这些事故所带来的结构损伤、经济损失及环境破坏等不利后果做了一系列研究。主要研究内容如下:首先,对目前跌落事故下结构损伤分析主要研究现状和事故分析基本理论进行消化吸收。重点分析跌落事故研究机理、相关的规范法事故分析方法,整理了国内外学者对跌落事故在实验法、解析法、数值模拟方面的研究进展。随后,对跌落事故分析基本理论进行研究,研究了跌落模型的动力学分析理论、非线性动态有限元理论及显式求解方法,对半潜式起重平台进行完成半潜式起重平台有限元建模工作,包括结构特点简要概述、网格尺寸的确定、结构必要简化讨论;基于平台作业特性、参考相关规定确定平台跌落场景典型工况,建立典型工况下的坠物即导管架结构,对典型工况的参数设置进行必要性阐述,应用非线性有限元分析方法,基于塑性设计准则,研究了半潜式起重平台在导管架跌落后甲板结构损伤的一般规律。然后,在此基础上,结合工程实际、参考相关规范、简化跌落过程,选取不同类型的坠物（导管架平台甲板、集装箱、细杆）并建立相应的有限元模型,根据规范对其材料属性进行定义。确定不同的接触形式、跌落高度、跌落位置和角度等参数,对不同跌落场景下的甲板结构结构损伤变形、能量转化、冲击力变化进行参数敏感性分析。最后,在典型工况分析和敏感性分析的基础上,针对目标平台作业时可能遭受重物跌落影响的甲板区域的风险源进行梳理,尽可能降低跌落事故发生的风险;然后为提高抗冲击性能,即在原有结构基础之上,对甲板结构优化从三个方面考虑:结构加强、增设垫木防撞层、增加橡胶敷料层,以上章中的局部甲板模型为目标物,利用非线性有限元模拟不同措施下甲板结构的响应差异。
李灵程[3]（2020）在《水平自校正小型海底地震传感器搭载平台的研制》文中提出海底地震仪在油气探测、防灾减灾和科学研究等方面有广泛的用途,是海底科学研究中必不可少的仪器,其中海底地震传感器搭载平台是海底地震仪的重要组成部分。它主要是为海底地震传感器和采集地震振动信号所必须的一些电子器件提供一个安全稳定的内部环境,所以要求其必须有良好的耐压和密封性能;此外平台还需要有自调平的功能,保证地震传感器能够在一个常平的状态下工作。海底地震仪搭载平台需要与地震传感器有良好的耦合性,同时还要保证与其周围环境有良好的耦合,这样才能将周围的振动信号真实的传递至海底地震传感器。但是目前的海底地震传感器搭载平台还存在一些问题,主要包括调平角度范围小、结构复杂以及整体结构耦合性差等问题。本文针对这种情况,设计出一种新的搭载平台结构,本次研究主要完成的工作如下:（1）提出一种由内、外封装结构组成,且具有任意角度自调平功能的小型海底地震传感器搭载平台。搭载平台由内、外封装结构组成,内封装结构为一个半球形,并有上盖和挡杆,有自调平的功能;外封装结构为圆柱形,内部是一个球形空间,球面半径与内封装球形配合面的半径一致。所以本次设计的搭载平台结构,无论外封装结构如何倾斜,均可保证内封装结构处于水平状体。（2）完成了外封装结构静力学和平台整体结构动力学的数值分析研究。运用ANSYS有限元仿真分析软件,对搭载平台外封装结构做强度和稳定性分析,结果表明所设计的结构满足使用要求;然后完成对平台整体结构的模态分析,得到其固有频率为10.342Hz。最后运用ABAQUS仿真软件中耦合欧拉-拉格朗日（CEL）方法,完成了平台整体结构的流固耦合仿真分析,研究结构的耦合性,得到本次设计中合适的填充硅油粘度为1kcs。（3）通过实验验证平台的调平和耦合性能。本文通过倾角传感器、地震传感器和数据采集卡等实验工具,完成了所设计的搭载平台结构的相关性能的测试。实验结果表明搭载平台结构可在30s内完成调平,调平角度误差在±1°以内,且可调平的角度范围几乎没有限制;搭载平台内、外封装结构之间填充1kcs的硅油可以使其在5-150Hz频率范围内的相干度基本达到0.9以上,表明此时结构具有良好的耦合性。
张玉[4]（2020）在《物探组件冰致噪声特性分析》文中进行了进一步梳理随着现代化进程的推进,陆地化石能源逐渐趋于枯竭,为谋求人类社会的持续发展,人类探索的步伐逐渐向海洋迈进。由于海洋环境的复杂性,导致人类对海洋的认知远小于对其他领域的了解。海洋深处极有可能蕴藏着丰富的资源,具有极大的开发潜力。目前人类已经探明海洋中分布着丰富的可燃冰资源,其资源量大约是目前世界已探明传统化石能源碳总量的2倍。极地区域由于常年累月被冰层覆盖,更加激发了人类探索的热情。随着极地航线的陆续开辟以及造船技术和探测技术的不断成熟,我国已经基本具备对极地区域海底资源进行勘探的条件,近年来极地海洋物探工作逐渐提上日程。物探船是开展海洋地质物探工作必不可少的工具,其主要是借助陆地地震勘探的技术,利用船上震源枪阵在海水中释放高压空气作为地震源进行地质勘探。在民用船舶设计建造过程中通常不考虑水下辐射噪声的作用,但是对于物探船来说,由于其工作性质特殊,过大的水下辐射噪声会干扰物探船自身的工作,从而影响所采集数据的品质和探测的精度。因此必须考虑水下辐射噪声对物探船工作的影响,对物探船作业时产生的水下辐射噪声进行预报具有重要的工程意义。本文主要考虑浮冰与物探组件的相互作用,对二者碰撞产生的冰致噪声进行预报。采用实验探究与数值模拟相结合的方法对冰致噪声进行预报。首先在消声水池环境下开展冰致噪声实验分析;然后根据浮冰和物探组件的几何参数信息建立二者的物理模型;随后采用非线性有限元结合边界元方法,计算得到二者碰撞产生的水下辐射噪声;最后将实验结果与数值计算结果进行对比,验证了计算结果的可靠性。本文的具体工作如下:1.根据船舶作业工况特点,设计合理的实验方案,应用水声测试系统一台、水听器若干以及电荷放大器一台在消声水池中开展冰致噪声实验,测量得到浮冰撞击作用下物探组件瞬态的水下辐射噪声信号,并通过傅里叶变换将时域的声压信号转换到频域以便于分析。2.根据实验中浮冰的几何参数信息,应用三维建模软件Solidworks建立浮冰以及物探组件的几何模型。随后采用非线性有限元方法,应用专业有限元分析软件ABAQUS计算得到浮冰撞击作用下物探组件表面瞬时的结构响应。提取若干特征点的瞬态位移响应曲线进行分析,发现结构受到撞击后发生变形,且以撞击方向的变形为主;远离撞击位置节点开始出现响应的时间滞后于靠近撞击位置节点出现响应的时间,这是由于波传播需要一定时间;靠近撞击点附近节点的位移响应幅值明显大于远离撞击点附近节点,这是由于波在传播过程中其振幅是不断减小的。3.采用边界元方法,应用LMS Virtual.Lab的声学分析功能计算了冰致噪声的水下辐射噪声特性。采用无反射边界条件（不考虑自由液面的作用）,将有限元法计算得到的结构表面瞬态的位移响应作为声学边界条件,计算得到不考虑自由液面状况下的辐射噪声特性。并将仿真计算结果与实验结果作对比,选取相同位置特征点的声压（dB）进行对比,发现二者声压曲线趋势基本一致,声压有效值误差在10%以内,可见仿真计算结果与实验结果比较吻合,证明了仿真结果的可靠性。4.为了考虑海平面对水下辐射噪声的影响,同样采取边界元方法,在计算时采用声压为零的反对称平面来模拟自由液面,计算得到考虑海平面影响下冰致噪声的水下辐射噪声特性,为了查看水下辐射噪声声压在水平方向上的分布情况,在物探组件中纵剖面所在平面建立场点网格,并分析了场点声压随距离的变化规律。
王和晓[5]（2020）在《双层铠装脐带缆性能研究》文中指出脐带缆作为水下生产系统的通信和供能管线,是深海油气资源开发装备中不可或缺的一环。双层铠装脐带缆是常用的脐带缆类型,多种构件螺旋缠绕的结构形式使得其具备优良的力学性能。但这种缠绕结构也让它在面对拉伸、弯曲、扭转及其组合工况时,内部构件间出现复杂的接触行为,并呈现出明显的非线性特征,导致对其进行力学性能分析十分困难。目前,脐带缆的研究分析理论模型均需要引入大量的线性化假设,数值模拟计算也较少考虑到层间的接触、摩擦和滑移等因素。因此,本文应用ABAQUS有限元软件,引入非线性,建立了基于准静态法分析的双层铠装脐带缆三维实体模型。通过与经典文献和实验数据对比,验证了该模型的合理性和有效性。由于脐带缆在实际工程应用中,承受的往往不只是单一载荷,所以对组合工况下的双层铠装脐带缆力学行为进行了研究,分析其耦合响应和滞回曲线特征。在此基础上,调整填充形式、外压大小以及铠装层结构形式,以研究它们对双层铠装脐带缆力学性能的影响,并从能量耗散的角度出发,对相应的非线性滞回特征进行敏感性分析。为了分析双层铠装脐带缆的疲劳性能,基于OrcaFlex软件建立了它与某FPSO的耦合模型,分别计算该模型在一年一遇、十年一遇和百年一遇三种经典海况下的动力响应,研究最大轴向张力和最小弯曲半径的变化规律,及其发生的具体位置。最后,基于规则波法对双层铠装脐带缆的疲劳寿命进行了计算。结果表明,基于ABAQUS准静态分析方法,可以有效模拟双层铠装脐带缆的迟滞特征和非线性力学响应。因为螺旋铠装层的存在,拉伸载荷会使得双层铠装脐带缆发生径向收缩;并且,拉伸载荷对双层铠装脐带缆的弯曲性能影响显着。此外,填充、外压和铠装层结构形式都会对双层铠装脐带缆的力学性能造成一定的影响。根据动力分析和规则波法,可以有效计算双层铠装脐带缆的疲劳寿命。
任宇晓[6]（2019）在《船舶拖、落锚运动及海底管线防护研究》文中指出海底管线在海洋工程开发中的意义重大同时风险极高,海底管线一旦破损将造成重大经济损失并对环境产生严重污染。海底管线一般埋深较浅甚至不埋,近年来海底管线在近岸海域分布越来越密集,而该海域的船只活动频繁,发生落锚和走锚的概率很大。现有大型商船携带的主锚质量从几吨到几十吨不等,船只停泊时落锚的冲击能量可能直接伤害海管结构。此外,停泊的船只在强风袭来时可能因锚固力不足而发生走锚现象,被拖动的船锚运动轨迹与海底管线相交时,对管线有极大的潜在危害。因此,研究落锚和拖锚对海底管线的破坏模式和防护机理有着重要的实际意义。相比于有关管线安全的其他研究领域（如海管的屈曲、冲刷等）,国内外在落锚和拖锚对海管安全的影响和海底管线的防护方面的研究相对较少。本文通过模型试验、理论推导和数值分析,对不同土质中的拖锚和落锚的运动和动力特性以及对海底管线安全的影响进行了系统研究,对海底管线保护结构的作用机理和效果进行了深入探讨。主要工作内容和创新点如下:（1）对于无粘性土海床,基于土体的极限平衡理论,引入剪胀角和土楔破坏角提出锚前土楔受力的三维破坏机制,通过分析拖锚过程中任意时刻锚前土楔和锚体的受力体系,建立了拖锚过程中锚的运功轨迹理论模型,结合耦合的欧拉-拉格朗日大变形理论,分析了无粘性土中拖锚时,锚的结构、无粘性土性质指标、拖锚速度等诸多因素对无粘性土海床中拖锚运动问题的影响。同时进行了无粘性土中的大比尺模型试验,验证了理论方法的准确性,试验还研究了土的内摩擦角、锚型、锚的尺寸、初始深度、拖锚速度、水下环境等因素对拖锚过程的影响。（第二章）（2）建立了粘性土海床中的拖锚运动轨迹计算模型,在考虑粘性土不排水强度随深度的变化规律基础上,通过分析拖锚过程中任意时刻锚前土楔和锚体的受力,预测锚的运动趋势,在考虑锚的竖向沉降中引入了入土段锚链的受力分析。结合耦合的欧拉-拉格朗日大变形分析方法,研究了锚型、海床粘土强度、水平拖锚速度等对拖锚运动的影响。通过大比尺模型试验测试了不同锚型在粘性土海床中的拖锚运动规律,试验结果与理论计算结果吻合。上述研究分析了走锚状态下锚的运动轨迹,可以用来指导锚地、航线和海底管缆路由区域的规划设计,以尽量减小拖锚对管线的影响。（第三章）（3）为防止拖锚轨迹与管线交叉时对海管可能造成的破坏,需要对海底管线进行防护。本文通过大比尺模型试验研究了碎石结构保护海底管线的机理,探求了不同锚型、模型锚尺寸、拖锚速度、碎石保护结构的横截面形状和坡比、碎石强度参数和厚度对保护效果的敏感度;建立了碎石中的拖锚运动轨迹理论计算模型,并基于变分法原理推导了拖锚在碎石中运动的功能泛函方程的解法,理论计算考虑了海床土性、锚型和锚的尺寸、碎石参数指标、水平拖锚速度等参数,可帮助碎石保护结构的设计。另外,采用离散单元法建立了关于碎石中拖锚运动的数值模型,研究了锚进入碎石前的深度和拖锚速度对锚在碎石保护结构中运动轨迹的影响。研究成果可用于指导碎石保护结构的设计。（第四章）（4）通过分析落锚的受力体系,建立了落锚在水中、海床中的运动学微分方程,可以预测船只放锚后的落锚全过程中锚的下落速度与深度的关系,用于分析海洋工程中的立管、裸露于海床面或有一定埋深的海底管缆等结构物受落锚冲击损伤的评估;同时,基于耦合欧拉-拉格朗日大变形有限元方法建立了关于落锚在海床中的贯入运动的数值计算模型。通过无粘性土和粘性土中进行了大比尺落锚模型试验,验证了理论计算结果,在碎石中的落锚试验表明碎石层能有效降低落锚在海床中的贯入量。研究结果可以用于确定海底管线防落锚的合理埋深和防护结构设计。（第五章）
刘刚,袁振钦,张磊,李居跃,于治雨[7]（2019）在《海洋电缆弯曲加强器参数化设计与分析》文中研究表明为建立海洋电缆弯曲加强器参数化设计方法,使用有限元模型进行了弯曲加强器设计参数研究。基于海缆及其弯曲加强器的几何结构及受力特点,建立了基于多相耦合梁单元的平面有限元模型,可以计算并分析海缆及其弯曲加强器在一定角度的张力作用下的形变与等效应力分布。通过多个案例系统性地分析了弯曲加强器的主要设计参数,即根部直径、锥体段长度及材料弹性模量,对海缆弯曲挠度、曲率及等效应力分布的影响。文中原创性地提出了弯曲加强器组合设计参数φ（t, L, E）。通过定量分析确定了其与海缆最大曲率之间的近似线性关系,并由此设计了参数化的弯曲加强器设计流程。通过设计实例验证了组合参数与海缆最大曲率之间关系的准确性和参数化设计流程的有效性。
胡博[8]（2019）在《水下压缩空气储能系统柔性立管的静力学分析与验证》文中研究指明水下压缩空气储能是一种新型的柔性规模化储能技术,适用于沿海城市、岛屿和海上平台。在水下压缩空气储能系统中,柔性立管将压缩空气输送到水下蓄能器,保证系统中高压气体的安全输送和系统的稳定运行。柔性立管在实际应用中存在因载荷过大而断裂的现象,为了研究柔性立管的力学特性,本文的主要研究内容如下。本文基于一个假设的水下压缩空气储能系统指标,参考柔性立管的设计规范,计算了柔性立管的结构参数。在海洋工程软件Orcaflex中建立了两种布局形式下柔性立管的仿真模型:悬链线型和缓波型。分析了不同环境条件和空气压力下悬链线立管和缓波型立管的静/动态力学和形态特性,得到了柔性立管整体的响应特性。并对影响缓波型立管的主要因素进行了敏感度分析,包括浮筒段长度、起始位置、体积等因素,比较分析了不同因素对柔性立管线型、拉力、曲率的影响程度,为柔性立管线型设计提供参考。基于弹性细杆的非线性力学思想,建立了柔性立管的静力学模型,借助于有限元离散化思想和差分法,在不同的边界条件下,静力学模型结果与海洋工程软件Orcaflex仿真结果相比平均误差为9.3%,一定程度上说明静力学模型的合理性。基于模型实验基本相似理论,进行相似性实验,通过三种不同边界条件的验证,静力学模型的平均误差比软件仿真小2.9%,验证了静力学模型比软件仿真对于求解柔性立管静力学特性更为准确。静力学模型有助于计算柔性立管的力学特性,校核柔性立管的强度,避免水下压缩空气储能系统中的柔性立管因为载荷过大而断裂,减小经济损失。
冯硕[9]（2019）在《基于海洋平台的海流观测系统设计与关键部件研究》文中研究说明作为重要的海洋环境参数,海流数据的实时获取对渔业、港建和国防领域影响重大。海流观测方法包括浮标测流法、走航测流法以及定点测流法。其中,定点测流法是工程中最常见的测流方法,它是以海洋平台、测流固定架或锚定的浮标等作为承载工具,定点安装或悬挂海流测量设备以达到在较长时间内获取海流数据的目的。对于海洋平台周围的海流数据观测,目前有定点浮球式和平台电缆下放式两种方法。前者受环境影响较大,且属于“自容式”观测,无法做到海流数据的实时在线传输;后者安装过程简单,但海流观测设备与平台距离很近,测量结果准确性欠佳。针对这些缺点,本文以中国南部海域某平台为研究对象,设计了一种双重力基础式海流观测系统,并对系统中关键部件进行设计、试验和有限元分析。本系统可以保证海流数据实时在线传输,并提高数据观测准确性。首先,设计了双重力基础式海流观测系统布置形式与安装过程;针对系统中两种关键复合缆——竖向抗拉复合缆和水下连接复合缆,进行性能分析、截面形式设计和材料选型;为了保护海流计接线处不受海流冲击,防止接头处剧烈摆动,设计了一种特种接头作为海流计末端接线罩,以延长海流计使用寿命;在安装过程的最后一步,需要在海底将钢丝绳与重力基础脱离,基于土建中强夯机脱钩器原理,设计了一款液压脱钩器模型,通过ANSYS对释放钩强度进行校核,并设计试验验证模型可以顺利使用。此款脱钩器可以实现在岸上打油压实现钢丝绳与重力基础分离,避免了人工潜水操作的不安全性和水下机器人的高昂费用。其次,通过OrcaFlex海洋工程软件建立竖向抗拉复合缆模型,选取南海百年一遇的风浪流载荷作为环境参数,计算其在无限位状态下不同预紧力大小时的侧偏移量,并提取关键位置的计算结果进行分析,发现无限位状态下的复合缆侧偏移量不能满足安全要求;结合工程实际,对竖向抗拉复合缆进行刚性限位设计,在OrcaFlex软件中通过“钟形嘴”结构模拟限位效果,并设置静态和动态分析参数,计算不同限位位置下的复合缆侧偏移量,分析限位位置和预紧力大小对侧偏移效果的影响,为实际工程中的限位选择提供指导意见。最后,对海底连接复合缆进行碰撞损伤分析。通过理论计算,得出55Kg重块的极限碰撞速度为2.88m/s,撞击能量为276.87J;通过ANSYS建立海底连接复合缆、重块和土体的有限元模型,并进行模型间接触、载荷和约束设置,再导入非线性分析软件LSDYNA中进行重块与海底连接复合缆碰撞仿真,得到极限碰撞速度下55Kg重块对海底连接复合缆的损伤结果,分析铠装层应力、应变情况和信号芯线应变情况;改变重块碰撞速度进行计算,得到碰撞速度越大损伤效果越明显的一般性规律;改变铠装层材料进行计算,分析铠装层材料为高强度钢丝和低碳钢丝时的损伤效果,发现前者的铠装层能抵抗更大的冲击应力,故保护效果更好。
韩林序[10]（2019）在《海底管线锚击失效风险评价技术研究》文中进行了进一步梳理随着海洋油气的大力开发,海底油气管道总长度日益增加。由于海洋经济迅速发展,我国近岸海域管道周围渔业繁忙、航道众多,海底管道与航道分布交错复杂,管道受船舶抛锚撞击的风险大大增加。现有的重物撞击海底管道风险评价方法未考虑管道周围复杂的海洋环境,而且计算的一般重物坠落概率与船舶的抛锚概率不同,对管道造成的破损程度也不相同。因此,有必要研究海底管道锚击风险评价技术,为海上航线与海底管道的安全管理提供技术支撑,对保障海底管线的安全运行具有重要意义。本文的主要研究内容与成果如下:（1）首先分析海域环境,了解海底管道及周围海域水文情况、海上航线与航船分布的特点,为建立图论模型提供背景支撑;然后分析海底管道事故数据库,确定研究管道为管径914mm的单层管,研究管段为连接海洋平台的管道中段部分;根据挪威船级社DNV规范,确定海底管线锚击失效风险评价方法与流程。（2）建立海底管道锚击失效概率计算模型。首先建立海底管道抛锚撞击概率计算模型:采用图论模型描述海岸、海上航线以及海底管线的位置关系,结合概率论原理,建立航线与海底管线的相交概率计算模型;引入贝叶斯网络模型计算船舶发生紧急抛锚的概率,建立航线与海底管线相交处船舶的抛锚概率计算模型;基于DNV规范计算坠物撞击海底管道概率的公式,针对船锚的结构特征,对坠物漂移偏位角进行改进,建立船锚落水后击中管道的概率计算模型。结合以上三种概率计算模型,形成海底管道抛锚撞击概率计算模型。然后建立海底管道锚击失效条件概率计算模型。采用ANSYS LS-DYNA有限元软件建立船锚撞击海底管道损伤分析模型,通过模型分析锚击后管道的应力应变分布及时程变化,确定管道受损最严重部位为碰撞中心位置。根据DNV规范,以碰撞中心处凹径比来衡量管道损伤程度。考虑抛锚水深、坠锚速度、船锚质量、管道壁厚、埋设深度及混凝土层厚度等因素对管道损伤的影响,通过模拟,分别得到各影响因素与凹径比的关系曲线;统计分析模拟结果,将管道损伤程度（凹径比）分为5个等级,对应5种管道破损形式;拟合影响因素与凹径比关系曲线,由拟合函数求出各级凹径比对应的影响因素临界值。根据可靠性理论,将其转化为状态函数基本变量用于计算锚击失效条件概率。结合海底管道抛锚撞击概率和失效条件概率形成海底管道锚击失效概率计算模型。（3）形成海底管道失效后果评估方法。运用事件树对海底管道泄漏可能出现的后果进行分析,给出海底管道液体介质和气体介质泄漏量的估算方法;分别从安全、环境、经济损失三方面评估抛锚撞击海底管道的失效后果。（4）基于海底管道锚击失效概率和失效后果的研究成果,形成海底管道锚击失效风险评价方法。根据相关规范标准,对海底管道锚击失效概率和失效后果进行等级划分,建立风险评价矩阵;然后对比风险可接受标准,对不可接受风险提出风险缓解措施。
二、Nonlinear Finite Element Analysis of Ocean Cables（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Nonlinear Finite Element Analysis of Ocean Cables（论文提纲范文）
（1）海洋非粘结柔性管截面力学特性及典型失效分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 柔性管介绍 |
| 1.2.1 柔性管结构 |
| 1.2.2 柔性管分类 |
| 1.2.3 柔性管典型失效 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 柔性管截面特性研究 |
| 1.3.2 柔性管压溃失效研究 |
| 1.3.3 柔性管疲劳分析方法 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 柔性管截面力学特性理论分析计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 轴对称载荷下柔性管截面力学特性解析计算 |
| 2.2.1 聚合物层平衡方程 |
| 2.2.2 互锁金属铠装层平衡方程 |
| 2.2.3 抗拉铠装层平衡方程 |
| 2.2.4 轴对称载荷下柔性管总体平衡方程 |
| 2.3 弯曲载荷下柔性管截面力学特性解析计算 |
| 2.3.1 圆筒结构受弯特性分析 |
| 2.3.2 抗拉铠装层受弯特性分析 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 柔性管截面力学特性数值计算模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 互锁金属铠装层力学性能分析 |
| 3.2.1 互锁金属铠装层基本参数 |
| 3.2.2 不同工况下的力学性能 |
| 3.2.3 互锁铠装层刚度等效 |
| 3.3 柔性管简化数值计算模型 |
| 3.3.1 柔性管几何及材料参数 |
| 3.3.2 模型建立及分析关键部分 |
| 3.4 柔性管参数化建模及图形用户界面 |
| 3.4.1 ABAQUS软件脚本语言Python |
| 3.4.2 基于Python语言的柔性管参数化建模程序编制 |
| 3.4.3 柔性管参数化建模图形用户界面开发 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 模型实验验证及柔性管截面力学特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 轴对称载荷下的柔性管模型验证及截面力学特性 |
| 4.2.1 单一轴对称载荷下力学特性 |
| 4.2.2 组合轴对称载荷下力学特性 |
| 4.3 弯曲载荷下的柔性管模型验证及截面力学特性 |
| 4.3.1 单一弯曲载荷下力学特性 |
| 4.3.2 拉弯组合载荷下力学特性 |
| 4.3.3 内、外压作用对柔性管弯曲力学特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 柔性管临界压溃载荷计算及压溃影响因素分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 柔性管压溃载荷解析计算方法 |
| 5.3 基于环向刚度等效的骨架层等效厚度计算方法 |
| 5.3.1 骨架层几何及材料参数 |
| 5.3.2 基于环向刚度等效的骨架层等效厚度计算 |
| 5.3.3 等效方法验证 |
| 5.4 柔性管压溃影响因素参数化分析 |
| 5.4.1 弧长法 |
| 5.4.2 参数化分析内容 |
| 5.5 参数化分析结果及讨论 |
| 5.5.1 初始椭圆度对柔性管压溃特性的影响 |
| 5.5.2 材料非线性对柔性管压溃特性的影响 |
| 5.5.3 外部限制层刚度变化对压溃特性的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 深水柔性立管动力响应及疲劳分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 柔性立管疲劳分析基本理论及方法 |
| 6.2.1 S-N曲线 |
| 6.2.2 雨流计数法 |
| 6.2.3 疲劳累计损伤理论 |
| 6.2.4 立管疲劳时域分析法 |
| 6.2.5 柔性立管疲劳分析流程 |
| 6.3 柔性立管整体动态耦合时域分析 |
| 6.3.1 作业海域环境参数 |
| 6.3.2 平台、系泊系统及立管参数 |
| 6.3.3 平台运动响应分析 |
| 6.3.4 立管整体静力特性分析 |
| 6.3.5 立管动力特性分析 |
| 6.4 柔性立管疲劳寿命评估 |
| 6.4.1 立管截面分析模型 |
| 6.4.2 抗拉层螺旋钢带应力时程 |
| 6.4.3 柔性立管疲劳寿命计算 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（2）吊物跌落下半潜式起重平台结构损伤特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.1.1 平台拆解市场现状及发展趋势 |
| 1.1.2 半潜式起重平台简介 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展及现状 |
| 1.2.1 跌落事故机理研究 |
| 1.2.2 跌落事故相关规范要求 |
| 1.2.3 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要工作内容 |
| 第2章 半潜式起重平台甲板有限元建模研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 跌落事故分析基本理论 |
| 2.2.1 跌落模型的动力学分析理论 |
| 2.2.2 非线性动态有限元控制方程 |
| 2.2.3 非线性动态有限元显式求解方法 |
| 2.3 半潜式起重平台介绍 |
| 2.3.1 OOS起重平台介绍 |
| 2.3.2 主要参数概述 |
| 2.3.3 OOS半潜式起重船起重机简介 |
| 2.4 平台甲板有限元建模分析 |
| 2.4.1 有限元模型简化说明 |
| 2.4.2 半潜式起重平台甲板有限元模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 吊运过程中典型跌落事故结构损伤研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 场景制定 |
| 3.2.1 坐标及单位系统确定 |
| 3.2.2 跌落位置确定 |
| 3.2.3 跌落高度确定 |
| 3.2.4 接触角度及速度确定 |
| 3.2.5 跌落仿真中边界条件讨论 |
| 3.3 材料模型参数选择 |
| 3.3.1 临界变形能与失效应变的关系 |
| 3.3.2 弹塑性材料本构关系及应变率效应分析 |
| 3.3.3 材料失效应变值确定 |
| 3.4 典型工况结果分析 |
| 3.4.1 冲击深度分析 |
| 3.4.2 冲击力分析 |
| 3.4.3 结构损伤分析 |
| 3.4.4 应力应变分析 |
| 3.4.5 能量转化分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 跌落事故下参数敏感性研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 甲板及坠物相关参数选取 |
| 4.2.1 接触形式分析及坠物选取 |
| 4.2.2 相关模型建立 |
| 4.3 不同跌落角度敏感性分析 |
| 4.3.1 不同跌落角度下导管架坠物敏感性分析 |
| 4.3.2 不同跌落角度下导管架上甲板坠物敏感性分析 |
| 4.4 不同跌落位置敏感性分析 |
| 4.4.1 不同跌落位置下细杆坠物敏感性分析 |
| 4.4.2 不同跌落位置下集装箱坠物敏感性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 吊运安全流程及甲板防护措施研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 吊运安全作业流程研究 |
| 5.3 结构加强方案 |
| 5.3.1 增加甲板板厚 |
| 5.3.2 增加箱型梁结构 |
| 5.4 增加甲板垫木防护层 |
| 5.4.1 加强方案 |
| 5.4.2 结构损伤分析 |
| 5.4.3 能量转化分析 |
| 5.5 增加橡胶敷料层 |
| 5.5.1 加强方案 |
| 5.5.2 结构损伤分析 |
| 5.5.3 能量转化分析 |
| 5.6 不同防护措施的对比分析 |
| 5.6.1 抗冲击性能指标 |
| 5.6.2 不同措施对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 研究工作总结 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）水平自校正小型海底地震传感器搭载平台的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 海底地震传感器搭载平台的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 海底地震传感器搭载平台结构设计 |
| 2.1 搭载平台的总体结构设计 |
| 2.1.1 搭载平台的工况研究与设计要求 |
| 2.1.2 搭载平台的调平原理与结构形式 |
| 2.2 搭载平台内封装结构设计 |
| 2.2.1 内封装结构的设计 |
| 2.2.2 内封装结构的尺寸设计 |
| 2.3 搭载平台外封装结构设计 |
| 2.3.1 外封装结构设计要素 |
| 2.3.2 螺栓法兰连接系统设计 |
| 2.3.3 外封装壳体电缆孔及电缆密封方式的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 搭载平台外封装结构静力学仿真分析研究 |
| 3.1 有限元方法及ANSYS仿真软件的介绍 |
| 3.1.1 有限元方法的介绍 |
| 3.1.2 ANSYS WorkBench有限元仿真软件 |
| 3.2 外封装壳体与法兰连接系统的强度分析 |
| 3.2.1 强度理论简介 |
| 3.2.2 外封装结构强度有限元分析 |
| 3.3 外封装壳体的稳定性分析 |
| 3.3.1 稳定性分析的有限元方法 |
| 3.3.2 外封装壳体稳定性有限元分析 |
| 3.4 电缆密封函的强度分析 |
| 3.4.1 电缆密封函的仿真模型与参数设置 |
| 3.4.2 电缆密封函底座仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 搭载平台结构动力学分析 |
| 4.1 平台结构的模态分析 |
| 4.1.1 模态分析理论 |
| 4.1.2 搭载平台结构的模态分析 |
| 4.2 平台结构填充硅油时的流固耦合仿真分析 |
| 4.2.1 Abaqus中流固耦合CEL方法简介 |
| 4.2.2 硅油材料的水动力行为模型 |
| 4.2.3 搭载平台的仿真模型 |
| 4.2.4 仿真结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 搭载平台调平及耦合性能实验研究 |
| 5.1 搭载平台的测试实验方法 |
| 5.1.1 搭载平台调平性能的测试实验方法 |
| 5.1.2 搭载平台耦合性能测试实验方法 |
| 5.2 搭载平台实验结果分析 |
| 5.2.1 搭载平台调平性的测试实验结果分析 |
| 5.2.2 搭载平台耦合性能的测试实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）物探组件冰致噪声特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 北极资源与北极航线 |
| 1.1.2 物探船发展现状 |
| 1.1.3 研究目的和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 论文章节安排 |
| 2 冰致噪声实验 |
| 2.1 实验概况 |
| 2.2 实验器材 |
| 2.3 测试结果 |
| 3 显式动力学及接触碰撞理论 |
| 3.1 动力学有限元法 |
| 3.2 显式动力学有限元方法 |
| 3.2.1 显式动力学理论 |
| 3.2.2 显式分析中的稳定时间极限 |
| 3.2.3 接触—碰撞计算方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 浮冰与物探组件碰撞分析 |
| 4.1 ABAQUS介绍 |
| 4.1.1 ABAQUS功能及分析流程 |
| 4.1.2 系统的能量平衡 |
| 4.2 流场对结构的影响 |
| 4.2.1 附加质量法简介 |
| 4.3 结构响应计算分析 |
| 4.3.1 碰撞模型 |
| 4.3.2 结构响应 |
| 4.3.3 能量分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 边界元理论计算方法 |
| 5.1 声学基本理论 |
| 5.1.1 声波连续方程 |
| 5.1.2 声波运动方程 |
| 5.1.3 声波物态方程 |
| 5.1.4 声波波动方程 |
| 5.2 边界元计算方法 |
| 5.2.1 声学边界积分方程 |
| 5.2.2 离散边界积分方程 |
| 5.3 LMS Virtual.Lab介绍 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 冰致噪声数值计算 |
| 6.1 无自由液面时冰致噪声计算 |
| 6.1.1 垂直方向声压分布 |
| 6.1.2 实验结果与计算结果对比 |
| 6.1.3 小结 |
| 6.2 考虑自由液面的冰致噪声计算 |
| 6.2.1 垂直方向声压分布 |
| 6.2.2 特征点声压分析 |
| 6.2.3 小结 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）双层铠装脐带缆性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 脐带缆概述 |
| 1.2.1 发展历程 |
| 1.2.2 组成及结构特点 |
| 1.2.3 相关规范与设计 |
| 1.2.4 制造商及应用实例 |
| 1.3 脐带缆国内外研究现状 |
| 1.3.1 理论分析研究现状 |
| 1.3.2 有限元分析研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 准静态法与滞回理论 |
| 2.1 有限元计算理论 |
| 2.2 ABAQUS算法选取 |
| 2.2.1 ABAQUS算法 |
| 2.2.2 准静态法 |
| 2.3 滞回理论 |
| 2.3.1 迟滞与滞回曲线 |
| 2.3.2 滞回曲线的研究模型 |
| 2.3.3 滞回特性的典型应用 |
| 2.4 刚度和滑移 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 有限元模型验证 |
| 3.1 模型参数 |
| 3.2 假设与简化 |
| 3.3 建立有限元模型 |
| 3.3.1 单元选择与网格划分 |
| 3.3.2 材料弹塑性 |
| 3.3.3 接触与约束 |
| 3.3.4 输出变量 |
| 3.3.5 时间成本控制 |
| 3.4 模型验证 |
| 3.4.1 拉伸工况验证 |
| 3.4.2 扭转工况验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 力学性能敏感性分析 |
| 4.1 组合工况分析 |
| 4.1.1 拉扭组合工况 |
| 4.1.2 拉弯组合工况 |
| 4.1.3 弯扭组合工况 |
| 4.2 铠装层结构形式敏感性分析 |
| 4.2.1 螺旋角度的影响 |
| 4.2.2 螺旋支数的影响 |
| 4.3 填充敏感性分析 |
| 4.4 外压敏感性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 疲劳性能分析 |
| 5.1 OrcaFlex整体分析理论 |
| 5.1.1 静力分析理论 |
| 5.1.2 动力分析理论 |
| 5.1.3 非线性时域积分 |
| 5.2 在位工况系统参数 |
| 5.2.1 浮体参数 |
| 5.2.2 环境参数 |
| 5.2.3 水动力参数 |
| 5.3 动力响应分析 |
| 5.4 疲劳寿命分析 |
| 5.4.1 疲劳分析方法 |
| 5.4.2 疲劳寿命计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）船舶拖、落锚运动及海底管线防护研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 概述 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 海底管线的防锚害研究 |
| 1.2.2 船用锚研发历程 |
| 1.2.3 拖锚运动的研究 |
| 1.2.4 落锚运动研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 无粘性土中的拖锚运动研究 |
| 2.1 无粘性土中的拖锚模型试验 |
| 2.1.1 试验方案设计 |
| 2.1.2 试验设备及土样 |
| 2.1.3 试验结果分析 |
| 2.2 无粘性土中的拖锚运动轨迹理论计算模型 |
| 2.2.1 理论模型的建立 |
| 2.2.2 理论模型验证 |
| 2.2.3 基于理论模型的拖锚影响因素分析及应用算例 |
| 2.3 无粘性土中拖锚运动的耦合欧拉-拉格朗日有限元分析 |
| 2.3.1 岩土大变形问题的数值研究方法 |
| 2.3.2 耦合欧拉-拉格朗日方法原理及应用 |
| 2.3.3 拖锚问题的大变形有限元模型的验证 |
| 2.3.4 基于数值模型对拖锚影响因素的分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 粘性土中的拖锚运动研究 |
| 3.1 粘性土中拖锚模型试验 |
| 3.1.1 试验方案及设备 |
| 3.1.2 不同强度粘土试样的制备 |
| 3.1.3 模型试验结果与分析 |
| 3.2 粘性土中的拖锚运动轨迹理论计算模型 |
| 3.2.1 理论模型的建立 |
| 3.2.2 理论模型验证 |
| 3.2.3 基于理论模型的拖锚影响因素分析及应用算例 |
| 3.3 粘性土中拖锚运动的耦合欧拉-拉格朗日有限元分析 |
| 3.3.1 数值模型验证 |
| 3.3.2 基于数值模型对拖锚速度的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 海底管线碎石保护结构的防拖锚损害研究 |
| 4.1 碎石层中的拖锚运动模型试验研究 |
| 4.1.1 试验设备及土样 |
| 4.1.2 试验方案 |
| 4.1.3 试验结果分析 |
| 4.2 碎石中的拖锚运动轨迹理论计算模型 |
| 4.2.1 理论模型的验证 |
| 4.2.2 基于理论模型的影响因素分析及应用算例 |
| 4.3 基于变分法思想的碎石保护结构宽度设计 |
| 4.3.1 关于拖锚在碎石中运动的泛函方程及求解过程 |
| 4.3.2 计算方法的应用算例 |
| 4.4 拖锚进入海管碎石保护结构的离散单元法分析 |
| 4.4.1 离散单元法计算原理 |
| 4.4.2 基于离散单元法的数值模型建立 |
| 4.4.3 离散元模型的验证 |
| 4.4.4 基于离散元模型的影响因素分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 船只落锚运动研究 |
| 5.1 落锚模型试验研究 |
| 5.1.1 试验方案 |
| 5.1.2 试验装置与土样 |
| 5.1.3 试验结果分析 |
| 5.2 落锚运动的下落速度计算模型 |
| 5.2.1 计算模型建立 |
| 5.2.2 计算模型验证 |
| 5.2.3 基于落锚计算模型的影响因素分析及应用算例 |
| 5.3 基于耦合欧拉-拉格朗日方法对落锚贯入海床过程的分析 |
| 5.3.1 有限元模型建立 |
| 5.3.2 数值模型验证 |
| 5.3.3 基于数值模型对落锚影响因素的分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）海洋电缆弯曲加强器参数化设计与分析（论文提纲范文）
| 1 弯曲加强器力学建模 |
| 2 材料建模 |
| 3 有限元建模 |
| 4 弯曲加强器设计参数分析 |
| 4.1 根部直径的影响 |
| 4.2 锥体长度的影响 |
| 4.3 材料弹性模量的影响 |
| 4.4 组合参数φ (t, L, E) |
| 5 弯曲加强器参数化设计方法 |
| 6 弯曲加强器参数化设计实例 |
| 7 结论 |
（8）水下压缩空气储能系统柔性立管的静力学分析与验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 立管结构研究现状 |
| 1.2.2 柔性立管仿真分析研究现状 |
| 1.2.3 柔性立管物理建模研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 柔性立管仿真分析 |
| 2.1 水下压缩空气储能系统 |
| 2.2 柔性立管仿真建模 |
| 2.2.1 柔性立管材料参数 |
| 2.2.2 仿真模型建立 |
| 2.2.3 软件模型原理 |
| 2.3 柔性立管静态仿真分析 |
| 2.4 柔性立管动态仿真分析 |
| 2.5 柔性立管浮筒段参数敏感度分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 柔性立管静力学建模与分析 |
| 3.1 柔性立管物理模型的建立 |
| 3.1.1 柔性立管平衡方程 |
| 3.1.2 平衡方程投影式 |
| 3.1.3 欧拉参数表示 |
| 3.1.4 平衡方程离散 |
| 3.1.5 柔性立管Kirchhoff平衡方程 |
| 3.1.6 补充边界条件 |
| 3.2 数学模型求解算法 |
| 3.3 数学模型与软件仿真对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 柔性立管静力学模型实验验证 |
| 4.1 实验目的 |
| 4.2 实验原理 |
| 4.3 实验模型计算 |
| 4.4 实验系统搭建 |
| 4.4.1 传感器的选型 |
| 4.4.2 软件系统介绍 |
| 4.4.3 实验模型介绍 |
| 4.4.4 上下平台设计 |
| 4.4.5 实验系统安装 |
| 4.4.6 采集系统介绍 |
| 4.5 仿真、建模与实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（9）基于海洋平台的海流观测系统设计与关键部件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 海流观测基础知识介绍 |
| 1.2.1 海流观测方法分类 |
| 1.2.2 海流计介绍 |
| 1.3 基于海洋平台的海流观测系统研究现状 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 2 海流观测系统布置形式及关键部件结构设计 |
| 2.1 海流观测系统总体设计 |
| 2.1.1 布置形式 |
| 2.1.2 安装过程与回收 |
| 2.2 复合缆设计 |
| 2.2.1 电缆性能分析 |
| 2.2.2 竖向抗拉复合缆设计 |
| 2.2.3 水下连接复合缆设计 |
| 2.3 海流计末端特种接头设计 |
| 2.4 液压脱钩器设计 |
| 2.4.1 液压脱钩器结构形式 |
| 2.4.2 液压脱钩器强度计算 |
| 2.4.3 液压脱钩器试验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 竖向抗拉复合缆整体分析与限位设计 |
| 3.1 环境载荷 |
| 3.1.1 风载荷 |
| 3.1.2 波浪载荷 |
| 3.1.3 流载荷 |
| 3.2 有效张力与真实张力 |
| 3.3 无限位分析 |
| 3.3.1 Orca Flex 介绍 |
| 3.3.2 竖向复合缆环境参数 |
| 3.3.3 竖向复合缆尺寸与性能参数 |
| 3.3.4 模型建立与载荷施加 |
| 3.3.5 无限位模拟结果 |
| 3.4 限位设计与计算 |
| 3.4.1 限位设置 |
| 3.4.2 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 海底连接复合缆碰撞损伤分析 |
| 4.1 撞击能量计算 |
| 4.1.1 下落重物受力分析 |
| 4.1.2 撞击能量计算 |
| 4.1.3 实例计算 |
| 4.2 冲击模型有限元建模 |
| 4.2.1 LS-DYNA简介 |
| 4.2.2 几何建模 |
| 4.2.3 网格划分 |
| 4.2.4 接触设置 |
| 4.2.5 载荷与约束 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.3.1 不同撞击速度分析 |
| 4.3.2 不同铠装层材料分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文结论 |
| 5.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）海底管线锚击失效风险评价技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外海底管道发展及分布现状 |
| 1.2.2 海底管道锚击失效概率计算方法研究现状 |
| 1.2.3 海底管道锚击损伤分析方法及失效条件概率计算研究现状 |
| 1.2.4 海底管道系统风险评价方法研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本文创新点 |
| 第2章 海底管道锚击事故分析 |
| 2.1 海底管道及附近海域航运情况分析 |
| 2.1.1 海底管道周围海域特点 |
| 2.1.2 海上航线分布与特点 |
| 2.1.3 海上航船分布与特点 |
| 2.1.4 海底管道分布与特点 |
| 2.2 海底管道事故数据库分析 |
| 2.2.1 国内海底管道失效数据库分析 |
| 2.2.2 英国PARLOC数据库分析 |
| 2.2.3 抛锚撞击海底管道的失效形式 |
| 2.3 海底管道锚击风险评价方法与流程 |
| 2.3.1 锚击风险评价方法 |
| 2.3.2 锚击风险评价流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 海底管道锚击失效概率计算方法研究 |
| 3.1 海底管道抛锚撞击概率计算 |
| 3.1.1 海上航线与海底管线相交概率 |
| 3.1.2 航线与海底管线相交处船舶抛锚概率 |
| 3.1.3 船锚落水后击中管道的概率 |
| 3.2 海底管道锚击损伤分析与失效条件概率计算 |
| 3.2.1 海底管道坠物碰撞损伤分析方法 |
| 3.2.2 船锚撞击海底管道有限元分析 |
| 3.2.3 海底管道锚击损伤影响因素分析 |
| 3.2.4 船锚撞击荷载作用下海底管道可靠性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 海底管道锚击失效后果评估方法研究 |
| 4.1 海底管道锚击失效后果分析 |
| 4.1.1 海底管道锚击失效事件树分析 |
| 4.1.2 油气泄漏量计算模型 |
| 4.1.3 海底管道破损的后果辨识 |
| 4.2 人员安全后果评估 |
| 4.2.1 海上活动人员的潜在危险分析 |
| 4.2.2 海上人员安全后果等级划分 |
| 4.3 环境影响后果评估 |
| 4.3.1 环境影响范围及影响因素分析 |
| 4.3.2 环境影响后果等级划分 |
| 4.4 经济损失后果评估 |
| 4.4.1 海底管道维修成本与生产延误成本分析 |
| 4.4.2 经济损伤后果等级划分 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 海底管道锚击失效风险评价方法 |
| 5.1 风险可接受标准 |
| 5.2 海底管道锚击失效风险评价 |
| 5.2.1 失效概率等级划分 |
| 5.2.2 失效后果等级划分 |
| 5.2.3 风险评价 |
| 5.3 海底管道锚击失效风险缓解措施 |
| 5.3.1 正交试验因素敏感性分析 |
| 5.3.2 海底管道的掩埋深度 |
| 5.3.3 缓解海底管线锚击风险的制度管理保护措施 |
| 5.3.4 其它海底管线的保护措施 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 案例分析 |
| 6.1 某海底输气管线基础数据 |
| 6.2 海底管线锚击失效概率计算 |
| 6.2.1 海底管线抛锚撞击概率计算 |
| 6.2.2 海底管道锚击失效条件概率计算 |
| 6.3 海底管道锚击失效后果计算 |
| 6.4 海底管道锚击失效风险评价 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 研究结论与建议 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
四、Nonlinear Finite Element Analysis of Ocean Cables（论文参考文献）
- [1]海洋非粘结柔性管截面力学特性及典型失效分析研究[D]. 庞国良. 华南理工大学, 2020(05)
- [2]吊物跌落下半潜式起重平台结构损伤特性研究[D]. 罗贵星. 江苏科技大学, 2020(03)
- [3]水平自校正小型海底地震传感器搭载平台的研制[D]. 李灵程. 太原理工大学, 2020(07)
- [4]物探组件冰致噪声特性分析[D]. 张玉. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]双层铠装脐带缆性能研究[D]. 王和晓. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [6]船舶拖、落锚运动及海底管线防护研究[D]. 任宇晓. 天津大学, 2019(01)
- [7]海洋电缆弯曲加强器参数化设计与分析[J]. 刘刚,袁振钦,张磊,李居跃,于治雨. 海洋技术学报, 2019(03)
- [8]水下压缩空气储能系统柔性立管的静力学分析与验证[D]. 胡博. 大连海事大学, 2019(06)
- [9]基于海洋平台的海流观测系统设计与关键部件研究[D]. 冯硕. 大连理工大学, 2019(02)
- [10]海底管线锚击失效风险评价技术研究[D]. 韩林序. 西南石油大学, 2019(06)