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(qiáng)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(duì)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(diǎn),在實(shí)際工程中進(jìn)行軟管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),這是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。本文依托于“國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)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(xiàn)性的影響,利用ABAQUS軟件對(duì)一種非金屬非粘結(jié)軟管建立了有限元分析模型。首先,對(duì)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(jì)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(duì)比分析,結(jié)果較為吻合,從而驗(yàn)證了該有限元模型的正確性。隨后,利用該有限元模型計(jì)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(diǎn),同時(shí)也驗(yàn)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(diǎn),使得玻璃鋼扁帶纖維方向上的強(qiáng)度得以充分利用。相關(guān)研究成果可以為實(shí)際工程中非金屬非粘結(jié)軟管的截面設(shè)計(jì)及其優(yōu)化提供建議和參考,同時(shí)為軟管端部接頭的設(shè)計(jì)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(duì)端部接頭處軟管所受的外載荷進(jìn)行計(jì)算,再用ABAQUS有限元模型計(jì)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(diǎn),分