漂浮软管的弯曲和动态特性分析

论文摘要

国内对海上漂浮软管的理论研究较少,软管的设计生产和维护缺乏理论依据。为此,对漂浮软管的弯曲和动态特性进行了分析。建立了漂浮软管的有限元模型。在进行弯曲特性分析时,通过施加适当弯矩,记录软管上点的位置变化,求解得到软管各管段的挠度大小,进而求得软管弯曲刚度和等效弹性模量。在进行软管动态分析时,将软管简化为一根梁,利用等效方法求得简化后软管的等效材料参数。基于软管工况时的漂浮状态,对Morison方程进行改进,推导出软管受到的波浪载荷。通过瞬态分析得到软管各部位受到载荷大小随时间的变化情况。分析结果表明,多个周期的波浪载荷相互叠加影响,使得漂浮软管中间处的变形量和两端处的弯矩随时间的变化关系呈现复杂的形状,因此软管两端处要做加强处理,中间位置处材料要具有相对较高的抗拉伸和弯曲特性。研究结果对漂浮软管的设计生产具有重要的参考作用。

论文目录

• 0 引言
• 1 实例管道
• 2 有限元模型
•   2.1 模型假设
•   2.2 各层模型的建立
•     2.2.1 螺旋钢筋的建模
•     2.2.2 帘线-橡胶复合层建模[11]
•     2.2.3 橡胶层的建模
•     2.2.4 浮体层的建模
•     2.2.5 层间相互作用
• 3 弯曲刚度计算
•   3.1 相关理论
•   3.2 有限元求解
• 4 波浪载荷分析
•   4.1 模型等效
•   4.2 漂浮软管受力分析
• 5 结果分析
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 金邦杰,赵宏林,高强,胡栋,徐丽美,李忠利

关键词: 漂浮软管,有限元模型,弯曲特性,等效材料参数,方程,瞬态分析

来源: 石油机械 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 中国石油大学(北京),复旦大学

基金: “十三五”国家科技重大专项“基于深水功能舱的全智能新一代水下生产系统关键技术研究”(2016YFC0303700)的部分研究成果

分类号: TE973

DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.01.007

页码: 37-43

总页数: 7

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