基于有限元的管道焊缝裂纹干涉问题研究

建立了管道焊缝双裂纹的有限元模型,分析双裂纹尺寸和裂纹尖端距离对裂纹应力强度因子的影响,讨论了裂纹干涉的规律,拟合出双裂纹间距离比和尺寸比对裂纹应力强度因子放大系数影响规律的计算公式.研究了焊缝区双裂纹干涉的规律.结果表明:随着两裂纹尖端距离增大,放大系数与距离比、尺寸比的关系为指数关系,其中距离比对放大系数的影响指数接近为-1,尺寸比对放大系数的影响指数接近为2.同时,基于干涉规律及结果,对裂纹进行ECA评估,同BS7910规范中对裂纹等效合并后的评估结果比较,拟合公式考虑了干涉效应的影响,评估结果较为准确,而BS7910规范评估结果或过于保守或过于乐观.

质量比对圆柱体双自由度涡激振动的影响

通过数值模拟方法分析对比了质量比为2及质量比为10的立管在约化速度3~14的双自由度涡激振动特性。质量比为2的圆柱具有更宽的锁定区间,且相同约化速度下横向振幅更大。从振动轨迹可以看出,质量比为2的立管在锁定区间内顺流向振动振幅不可忽略,在锁定区间外顺流向振动极小。质量比为10的立管在锁定区间内顺流向振动极小,锁定区间外顺流向振动振幅不可忽略。

海底光电复合缆的落锚撞击试验与仿真研究

为了解决船锚损害海底电缆的问题,选取海底光电复合缆和不同质量的船锚,设计了一套落锚撞击海缆的试验装置。首先在潮间带的海滩砂土上进行现场撞击试验,得到不同冲击能量下海军锚撞击海缆的破坏规律;然后采用ABAQUS建立船锚-海缆-海床的冲击动力学有限元计算模型,得到了撞击过程中铠装层和光单元截面变形量的时程曲线,截面最终变形量与现场试验结果吻合。研究结果表明:船锚撞击复合缆时会产生撞击点局部凹陷和海底电缆的整体弯曲变形;局部凹陷对海底电缆造成了主要损伤,可根据铠装层的变形率来评估内部缆芯的损伤情况。研究方法和结果对研究海底光电复合缆的抗机械冲击性具有一定的指导意义和工程价值。