1. 本选题研究的目的及意义
随着海洋资源开发的不断深入,海洋工程管道作为连接海洋平台和海底设施的重要纽带,其安全性显得尤为重要。
由于海洋环境复杂多变,海洋工程管道经常会遭受船舶撞击、落物冲击、爆炸冲击等意外载荷,传统的钢制管道由于其较低的比强度和比刚度,在遭受冲击载荷时容易发生局部变形、断裂等失效,严重威胁海洋工程的安全运行。
轻质夹芯管道作为一种新型复合材料管道,其具有比强度高、比刚度高、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能,在海洋工程领域具有巨大的应用潜力。
2. 本选题国内外研究状况综述
轻质夹芯结构由于其优异的性能,在航空航天、交通运输、海洋工程等领域得到了广泛应用。
近年来,随着海洋工程结构向深海、远海发展,对轻质高强、耐腐蚀、抗冲击性能优异的管道材料的需求日益迫切,轻质夹芯管道作为一种新型海洋工程管道结构,逐渐引起了国内外学者的关注。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将以轻质夹芯海洋工程管道为研究对象,系统地研究其在冲击载荷作用下的力学性能和失效机理,并提出相应的优化设计方案。
1. 主要内容
1.首先,将对轻质夹芯管道的芯材材料、蒙皮材料和界面性能进行力学性能测试,获取其材料参数,为后续的理论分析和数值模拟提供基础数据。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,对轻质夹芯海洋工程管道的抗冲击性能进行系统研究。
1.理论分析阶段:将基于冲击动力学、复合材料力学和损伤力学等理论,建立轻质夹芯管道冲击性能的理论模型。
分析芯材的变形机制、蒙皮的失效模式以及冲击能量的吸收机理。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:
1.将建立考虑芯材变形机制、蒙皮失效模式和冲击能量吸收机理的轻质夹芯管道冲击性能理论模型,为轻质夹芯海洋工程管道的抗冲击性能设计提供理论依据。
2.将结合数值模拟和实验研究,系统分析芯材结构参数、蒙皮材料参数和界面性能对轻质夹芯管道抗冲击性能的影响规律,为轻质夹芯海洋工程管道的优化设计提供技术支持。
3.将提出轻质夹芯海洋工程管道抗冲击性能优化设计方案,为提高海洋工程结构的安全性、可靠性和经济性提供新的思路和方法。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 李天匀,陈云,周洋,等.夹芯圆柱壳结构抗冲击性能研究进展[J].船舶力学,2020,24(06):707-724.
[2] 王宇,周宏伟,陈伟球,等.复合材料夹芯结构抗冲击性能研究进展[J].材料工程,2021,49(09):1-13 44.
[3] 郑辉,张凯,郭春雨,等.轻质夹芯结构冲击动力学研究进展[J].力学进展,2022,52(04):529-554.
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