海洋脐带缆截面力学性能分析与数值模拟

论文摘要

脐带缆是进行水下油气资源开采的关键设备,在深海油气资源的开发过程中起着至关重要的作用。脐带缆是由多种功能单元螺旋缠绕而成的非粘结复合结构,各层构件之间会出现接触摩擦与滑动现象,使脐带缆的截面设计和结构分析变得十分困难。本文结合国内外研究的成果,在对脐带缆结构进行理论分析的基础上,利用ANSYS软件分别对无铠装和有铠装脐带缆进行数值模拟分析,采用梁单元和壳单元模拟管件,并用点-点和点-面接触单元模拟管件之间的相互作用,将数值模拟结果与理论计算结果进行对比,探讨不同的管件缠绕角度、摩擦因数对脐带缆的拉伸和弯曲刚度的影响。分析结果可为工程应用提供参考和借鉴。

论文目录

• 1 脐带缆简介
•   1.1 脐带缆的结构组成
•     （1） 钢管单元:
•     （2） 电缆单元:
•     （3） 光纤单元:
•     （4） 铠装钢丝:
•     （5） 填充物:
•     （6） 外护套:
•   1.2 脐带缆的分类
• 2 脐带缆理论分析模型
•   2.1 拉扭分析模型
•   2.2 管缆弯曲分析模型
•     （1） Costello弯曲理论模型:
•     （2） Witz弯曲理论模型:
• 3 数值模拟与结果分析
•   3.1 脐带缆模型建立
•     3.1.1 无铠装脐带缆模型
•     3.1.2铠装脐带缆模型
•   3.2 数值模拟结果与理论结果分析比较
•     3.2.1无铠装脐带缆计算结果分析
•     3.2.2 铠装脐带缆计算结果分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张克超,郭海燕,赵伟,李伟民

关键词: 脐带缆,缠绕角度,接触摩擦,数值模拟,理论分析

来源: 中国海洋大学学报(自然科学版) 2019年S1期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 中国海洋大学工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51279187),中央高校基本科研业务费项目(201861036)资助~~

分类号: P756.1

DOI: 10.16441/j.cnki.hdxb.20170346

页码: 128-134

总页数: 7

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