非金屬非粘結(jié)復(fù)合軟管的力學(xué)性能研究.pdf

1、非金屬非粘結(jié)復(fù)合軟管是一種多層結(jié)構(gòu)的撓性管,是連接海洋油氣田水下井口和海面浮式采油設(shè)備的關(guān)鍵特種裝備之一。這種軟管彎曲剛度小、強度高、抗疲勞性以及抗腐蝕性好、便于安裝,特別適用于深水環(huán)境。對非金屬非粘結(jié)復(fù)合軟管的力學(xué)性能進(jìn)行深入分析研究,能夠準(zhǔn)確地了解海洋非金屬軟管的結(jié)構(gòu)特點,在實際工程中進(jìn)行軟管結(jié)構(gòu)設(shè)計時,這是必不可少的一個環(huán)節(jié)。本文依托于“國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)項目”——海洋深水非金屬材料復(fù)合管研制。
　　本文采

2、用有限元分析方法,考慮了摩擦接觸以及幾何非線性的影響,利用ABAQUS軟件對一種非金屬非粘結(jié)軟管建立了有限元分析模型。首先,對非金屬非粘結(jié)軟管在拉伸載荷作用下的力學(xué)性能進(jìn)行了數(shù)值模擬計算,求得軟管的拉伸剛度,并與現(xiàn)有的解析方法求解結(jié)果進(jìn)行對比分析,結(jié)果較為吻合,從而驗證了該有限元模型的正確性。隨后,利用該有限元模型計算分析了非金屬非粘結(jié)軟管在拉伸、內(nèi)壓、外壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲作用下各功能層的承載情況及其受力特點,同時也驗證了采用玻璃鋼作為螺旋

3、扁帶可以充分地利用復(fù)合材料各向異性的特點,使得玻璃鋼扁帶纖維方向上的強度得以充分利用。相關(guān)研究成果可以為實際工程中非金屬非粘結(jié)軟管的截面設(shè)計及其優(yōu)化提供建議和參考,同時為軟管端部接頭的設(shè)計提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　非金屬非粘結(jié)軟管在使用中必須配有端部接頭。本文選用具體的海況參數(shù)采用Orcaflex軟件對端部接頭處軟管所受的外載荷進(jìn)行計算,再用ABAQUS有限元模型計算分析了該外載荷作用下端部接頭連接處軟管各功能層的應(yīng)力分布和承載特點,分