針對(duì)新型含復(fù)合材料鎧裝層的非黏結(jié)柔性立管,推導(dǎo)了各向異性復(fù)合材料拉力鎧裝層在內(nèi)、外壓和軸拉力作用下的控制方程,且考慮了載荷作用下可能出現(xiàn)的層間間隙,建立了非黏結(jié)柔性立管的軸對(duì)稱載荷響應(yīng)模型。采用循環(huán)驗(yàn)證算法求解,獲得了管道的抗拉剛度、抗扭剛度、層間壓力、層間間隙等重要參數(shù)。建立了有限元仿真模型,驗(yàn)證了理論模型的可靠性。算例研究表明:層間間隙出現(xiàn)在螺旋層與圓筒層之間,不考慮間隙時(shí),抗拉剛度的預(yù)測(cè)值較高;相較于傳統(tǒng)的鋼質(zhì)鎧裝層柔性管,復(fù)合鎧裝層管的抗拉剛度以及抗扭剛度均更大,且抗拉剛度隨著管外壓力增大而降低程度更小,復(fù)合鎧裝層在柔性立管的應(yīng)用中能夠達(dá)到鎧裝層的剛度性能要求。

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【部分圖文】：

圖1非黏結(jié)柔性立管Fig.1Unbondedflexiblepipe

湎凍魷衷諑菪?閿朐餐膊闃?洌?豢悸羌湎妒保?估?斬鵲腦げ庵到細(xì)擼幌嘟嫌詿?車母?質(zhì)鎧裝層柔性管，復(fù)合鎧裝層管的抗拉剛度以及抗扭剛度均更大，且抗拉剛度隨著管外壓力增大而降低程度更小，復(fù)合鎧裝層在柔性立管的應(yīng)用中能夠達(dá)到鎧裝層的剛度性能要求。關(guān)鍵詞：非黏結(jié)柔性立管；復(fù)合鎧裝層；層間間....

圖3載荷下螺旋線條帶的變形Fig.3Deformationofhelicalwireelementsunderaxisymmetricloads

成關(guān)于Pint、Pext、L的等式，即2RRint2ext2π{[242]}zzFLLARTRTPRTRTPE(5)扭矩zRM則與徑向角扭轉(zhuǎn)量、剪切模量G、截面極慣性矩I有關(guān)，表達(dá)為22R=2π()4zMTGIRTGRLL(6)2.2螺旋線層的力學(xué)特性螺旋線層的中心線半徑、厚度、....

圖4非黏結(jié)柔性立管的層間間隙與壓力裝配關(guān)系Fig.4Assemblyconditionsofunbondedflexiblepipe2.4模型求解

(27)與層間間隙直接有關(guān)的物理量是層間接觸壓力，相鄰兩層之間接觸壓力為1extint,1jjjjPPP。非黏結(jié)柔性立管的層間是非黏結(jié)的，層間壓力或者間隙是不允許為負(fù)值的，層間壓力、層間間隙滿足如下關(guān)系。,1,1,1,10,=00,=0jjjjjjjjPggP≥≥(28)如果,1....

圖5模型的計(jì)算求解步驟Fig.5Solutionprocessofthetheoreticalmodel

peintP和pipeextP)作用，所需求解的未知量為：每層承受的軸向力、扭矩(2N個(gè))；每層的厚度、中心線半徑的變化量(2N個(gè))；層間接觸條件(N-1個(gè))；整體軸向、扭轉(zhuǎn)應(yīng)變(2個(gè))，總數(shù)為5N+1個(gè)。需要建立5N+1個(gè)線性方程才可求解。模型中的方程數(shù)量足夠：圓筒層和螺旋線層....

本文編號(hào)：4015434