臍帶纜作為水下生產(chǎn)系統(tǒng)進行油氣資源開發(fā)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)之一,在安裝下放過程中的臍帶纜受到動態(tài)的拉伸載荷和張緊器擠壓載荷,保障臍帶纜的安裝下放過程的結(jié)構(gòu)安全有著重要的工程應用意義。文章應用ABAQUS建立臍帶纜有限元模型,充分考慮臍帶纜內(nèi)部各構(gòu)件之間的相互作用,研究不同張緊器角度與不同摩擦系數(shù)下臍帶纜的抗壓性能。結(jié)果表明,張緊器與臍帶纜之間的摩擦力隨著摩擦系數(shù)和張緊器夾角增加而增加,基于此提出可通過優(yōu)化張緊器夾角及張緊器與臍帶纜間的摩擦系數(shù)來降低深水對于臍帶纜安裝的限制。 

【文章來源】：船舶工程. 2020,42(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

臍帶纜模型截面圖

由于電纜、光纜等是復雜的高階螺旋，基于等效剛度理論和工程經(jīng)驗，對其進行簡化，張緊器通過剛體模擬，夾角為115°、120°和125°，簡化后的臍帶纜截面圖見圖2。1.2 有限元模型

本文應用ABAQUS建立動態(tài)臍帶纜三維有限元模型，模型長度為二分之一螺距。采用線性減縮積分的八節(jié)點六面體單元（C3D8R）進行模擬，對銅導體、鎧裝鋼絲等需要重點分析的單元通過加密種子進行精密網(wǎng)格劃分，對填充層等復雜不規(guī)則的結(jié)構(gòu)選用進階算法、局部加密種子以提高網(wǎng)格質(zhì)量。臍帶纜有限元模型見圖3。模型內(nèi)采用摩擦系數(shù)為0.2的通用接觸，張緊器和外套管之間采用摩擦系數(shù)為0.35的面面接觸，其中主接觸面是模擬為剛體的張緊器，從接觸面為外套管，各構(gòu)件間接觸的法向不可穿透，接觸面之間允許發(fā)生有限滑移,切向為罰函數(shù)接觸，使用庫倫摩擦模型，摩擦系數(shù)為0.1。臍帶纜與張緊器接觸見圖4。

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]鋼管臍帶纜拉伸行為的有限元分析[J]. 肖能,閻軍,盧青針,楊志勛,岳前進.  油氣儲運. 2012(03)

博士論文
[1]海洋臍帶纜結(jié)構(gòu)幾何雙尺度分析及優(yōu)化設計研究[D]. 楊志勛.大連理工大學 2019

碩士論文
[1]深水臍帶纜豎直安裝關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 侯靜.哈爾濱工程大學 2017
[2]深水水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝技術(shù)及其力學問題研究[D]. 胡雪揚.中國石油大學(華東) 2016



本文編號：3065601