随着我国海洋油气资源的开发和利用,油气集输过程中的海底管道建设日益增多。由于海底管道处于恶劣的海洋环境中,受外部环境因素和内部输送介质的双重影响,极易发生腐蚀损伤,这是引起海底管道破坏失效的一种重要原因。本课题以国家自然科学基金重点项目:海底管线的损伤机理和健康诊断研究(50439010)为依托,对海底腐蚀管道在内压作用下的极限承载力及其可靠性进行了研究。虽然目前已有多种腐蚀管道评估规范和准则,但现行规范和准则普遍过于保守,可能造成不必要的维护和更换。文中将有限元方法、BP神经网络和遗传算法结合起来,采用了一种新的腐蚀管道极限承载力计算方法,对海底腐蚀管道进行了研究。主要的工作和成果包括:1.综述了国内外在腐蚀损伤管道方面已取得的研究成果,指出本课题研究的目的和意义;2.介绍了神经网络和遗传算法的基本原理,利用遗传算法对BP神经网络进行优化,建立了用于预测海底腐蚀管道极限承载力的GA-BP神经网络;3.结合非线性有限元法和GA-BP神经网络,对无限长腐蚀海底管道和有限长腐蚀海底管道进行了内压作用下的极限承载力分析。讨论了腐蚀长度、腐蚀深度、腐蚀宽度和径厚比对海底腐蚀管道极限承载力的影响,并与ASME B31G和DNV RP-F101规范进行了对比研究;4.结合GA-BP神经网络、结构可靠度响应面法和优化算法,对海底腐蚀管道进行了可靠性研究。