顶张式立管液压气动式张紧器的数值模拟

作     者：陈柏全 余杨 余建星 徐立新 吴晨 康煜媛 CHEN Baiquan;YU Yang;YU Jianxing;XU Lixin;WU Chen;KANG Yuyuan

作者机构：天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 中国石油管道局工程有限公司天津分公司天津300457 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2019年第38卷第10期

页      面：85-91页

核心收录：

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0814[工学-土木工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：国家自然科学基金(51609169 51779173) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB046804) 

主　　题：顶张式立管 液压气动张紧器 数值模拟 非线性 

摘      要：综合考虑液压气柱的张力-冲程非线性关系以及平台-张紧器-立管之间的运动耦合关系,建立带液压气动式张紧器的顶张式立管有限元分析模型。为了更加符合工程实际,该模型中考虑了立管的真实截面布置以及采油树的作用。对4种张紧器模型,即恒定集中力模型、传统的简化模型、线性弹簧-阻尼模型以及非线性弹簧-阻尼模型进行对比分析。结果表明:恒定集中力模型不能反映立管张力的变化规律,而且立管响应也存在较大差别,故不宜采用;传统的简化模型过高评估了张紧器的张力水平,有可能导致不准确的立管响应评估结果;线性弹簧-阻尼模型可用于环境条件较温和的情况;该研究建立的非线性弹簧-阻尼模型最能反映张紧器的刚度特性,且在极端载荷环境下尤为适用。