深海管中管复合结构稳定性与屈曲传播的非线性力学研究

项目名称： 深海管中管复合结构稳定性与屈曲传播的非线性力学研究

项目编号： No.11172113

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 薛江红

作者单位： 暨南大学

项目金额： 52万元

中文摘要： 深海管中管是为防止油气中的水合物固结,从而导致管道堵塞而采用的新技术.目前对海洋管中管的结构设计主要基于其塌陷压力,但深海管中管除了面对塌陷失效以外,还有屈曲传播的问题,管道的塌陷压力远高于其屈曲传播的压力.而现有圆环分析法预测的屈曲传播压力却远低于实验结果.本课题研究深海管中管的结构失效与屈曲传播问题.事实上管道的屈曲与屈曲传播是力学机理完全不同的两个问题：前者描述的是失稳的现象，后者却可以看成是一个亚稳定的过程.二者虽然是两个不同的力学范畴问题，但却相互关联.分析时采用变动的屈曲边界条件，运用非线性大挠度的后屈曲理论，考虑薄膜应力的影响，以确定管中管的局部屈曲模态；根据后屈曲给出的屈曲传递区长度，运用虚功原理建立传递区内的能量关系，借助三相共存理论求解屈曲传播压力.本课题旨在将管中管的屈曲与屈曲传播问题有机的结合起来，研究其失效的实际机理，为近海工业正确评估管中管的承载能力提供技术支持

中文关键词： 深海管道；局部屈曲；屈曲传播；非线性分析；一阶剪切变形理论

英文摘要：

英文关键词： deep-sea oil pipeline；local buckling；buckle propagation；nonlinear analysis；first order shear deformation theory