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层间摩擦系数对非黏结柔性管抗拉铠装层轴压屈曲失效模式的影响研究
1
作者 马维林 田浩宇 +4 位作者 刘栋杰 孙大林 徐朋朋 王双 杨永春 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期60-68,共9页
在柔性管运输、铺设安装和服役过程中,由于其抗拉铠装层钢带为柔性细长螺旋结构,当外部载荷超过临界值时,抗拉铠装层钢带容易发生屈曲失效。考虑非线性材料、几何大变形、层间接触和摩擦等非线性效应的影响,运用ABAQUS有限元软件建立了6... 在柔性管运输、铺设安装和服役过程中,由于其抗拉铠装层钢带为柔性细长螺旋结构,当外部载荷超过临界值时,抗拉铠装层钢带容易发生屈曲失效。考虑非线性材料、几何大变形、层间接触和摩擦等非线性效应的影响,运用ABAQUS有限元软件建立了63.5mm典型非黏结柔性管8层完整结构模型,研究了在抗拉铠装层不同层间摩擦系数的情况下,非黏结柔性管在轴向压缩载荷作用下的力学性能和屈曲失效模式。研究结果表明,层间摩擦系数对非黏结柔性管的抗压刚度和抗拉铠装层屈曲失效模式有较大影响,层间摩擦系数以0.1和0.2为分界点,抗压刚度和屈曲失效模式均呈现出“三段式”变化规律。研究成果可为海洋非黏结柔性管的结构设计和屈曲失效评估提供技术参考。 展开更多
关键词 非黏结柔性管 抗拉铠装层 屈曲失效模式 轴向压缩载荷 层间摩擦系数
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非黏结柔性管道抗拉铠装层腐蚀机理与安全评价研究进展 被引量：1
2
作者 陈严飞 江楠 +3 位作者 何明畅 侯富恒 王春莎 张左旻 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第4期178-188,共11页
非黏结柔性管道是海洋油气开发的重要装备,在海水环境中,抗拉铠装层发生腐蚀会对安全运行产生严重威胁,因此明确抗拉铠装层腐蚀机理、对柔性管道的检测和对抗拉铠装层的腐蚀评估十分重要。抗拉铠装层腐蚀与环空的气体环境和水环境有关,... 非黏结柔性管道是海洋油气开发的重要装备,在海水环境中,抗拉铠装层发生腐蚀会对安全运行产生严重威胁,因此明确抗拉铠装层腐蚀机理、对柔性管道的检测和对抗拉铠装层的腐蚀评估十分重要。抗拉铠装层腐蚀与环空的气体环境和水环境有关,采用合适的检测方法和设备检测环空,可以帮助判断其腐蚀情况,并为腐蚀疲劳寿命评估和应对策略制定提供参考。针对抗拉铠装层腐蚀机理、非黏结柔性管道检测、腐蚀疲劳寿命评估和腐蚀应对措施进行了总结,指出机理研究和检测评估方法的不足,为国内柔性管道抗拉铠装层腐蚀研究和完整性管理提供参考。 展开更多
关键词 非黏结柔性管道 抗拉铠装层 腐蚀机理 腐蚀疲劳寿命 腐蚀应对措施
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轴向拉伸下非粘结柔性管抗拉铠装层力学响应 被引量：1
3
作者 汤历平 姚红 +2 位作者 罗衡 宋柯楠 石咏衡 《石油机械》 北大核心 2022年第4期72-79,共8页
与传统管道相比,海洋非粘结柔性管具有良好的柔韧性与适用性,逐渐成为深海油气运输的核心装备。柔性管在海洋中受到巨大的拉伸载荷,其响应规律的研究对柔性管的设计及应用具有重要意义。鉴于此,采用有限元法建立了柔性管的完全三维等效... 与传统管道相比,海洋非粘结柔性管具有良好的柔韧性与适用性,逐渐成为深海油气运输的核心装备。柔性管在海洋中受到巨大的拉伸载荷,其响应规律的研究对柔性管的设计及应用具有重要意义。鉴于此,采用有限元法建立了柔性管的完全三维等效模型,分析了轴向拉伸载荷下柔性管在抗拉铠装层出现损伤的条件下以及存在其他不同外载荷条件下的响应,并对不同情况下所得的拉伸刚度进行了比较。分析结果表明:抗拉铠装层的损伤会出现不同程度的应力集中现象,并且在一定程度上降低柔性管的拉伸刚度,其中抗拉铠装层的外层损伤与内层损伤对拉伸刚度的影响差别并不明显;其他外载荷也会对柔性管拉伸响应产生相应的影响,如适当大小的静水压力会增强柔性管的拉伸刚度,但过大的静水压力会使柔性管骨架层压溃和塌陷,扭矩会相对降低柔性管的拉伸刚度。研究结果可对柔性管的设计制造以及其应用中预测柔性管的刚度变化起到参考作用。 展开更多
关键词 非粘结柔性管 有限元法 拉伸载荷 抗拉铠装层 拉伸刚度
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海洋柔性管道螺旋结构弯曲行为的有限元分析
4
作者 郭泽鹏 汤明刚 +1 位作者 李生鹏 郑文慧 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期607-612,共6页
针对海洋柔性管道复杂结构弯曲行为特性不明确的问题,本文采用有限元分析方法,建立了考虑层间相互作用的单根螺旋钢丝缠绕圆柱结构简化三维模型,开展螺旋典型结构的弯曲行为研究;建立适用于微小间隙下层间滑移形态的测量方法,对管道层... 针对海洋柔性管道复杂结构弯曲行为特性不明确的问题,本文采用有限元分析方法,建立了考虑层间相互作用的单根螺旋钢丝缠绕圆柱结构简化三维模型,开展螺旋典型结构的弯曲行为研究;建立适用于微小间隙下层间滑移形态的测量方法,对管道层间滑移形态进行了定量分析。分析结果表明:弯曲作用下螺旋结构在半个螺旋周期内交替呈现轴向拉伸和收缩的相对滑移形态,在内部圆柱体的摩擦约束和支撑作用下,螺旋钢丝缠绕圆柱结构相比单个螺旋钢丝的结构应力响应分布情况发生了明显变化。建立的分析方法与计算结果为海洋柔性管道结构弯曲行为分析和结构设计提供了有效的技术手段。 展开更多
关键词 柔性管道 抗拉铠装层 有限元 摩擦接触 相对滑移 力学性能 定量分析
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结合非线性有限元及进化策略的柔性立管优化设计 被引量：1
5
作者 赵衍鑫 姜冬菊 徐小辉 《粉煤灰综合利用》 CAS 2020年第5期39-43,共5页
非黏结柔性立管是深海石油资源开发中越来越广泛使用的重要部件。本文首先考虑螺旋角、截面尺寸、摩擦系数等结构参数对非黏结柔性立管进行实体力学建模,考虑接触非线性、几何非线性和拉扭耦合效应对立管的力学响应进行分析。在非线性... 非黏结柔性立管是深海石油资源开发中越来越广泛使用的重要部件。本文首先考虑螺旋角、截面尺寸、摩擦系数等结构参数对非黏结柔性立管进行实体力学建模,考虑接触非线性、几何非线性和拉扭耦合效应对立管的力学响应进行分析。在非线性有限元分析的基础上,结合进化策略,以柔性立管位移为限制条件,以减小最大Mises应力为优化目标,对柔性立管抗拉铠装层螺旋角、截面尺寸、摩擦系数进行多参数同步优化设计。结果表明:结合非线性有限元及进化策略的优化设计方法,能在保证立管位移较小的情况下,显著减小其最大Mises应力。可为深海柔性立管结构优化设计提供理论依据和工程实际参考。 展开更多
关键词 柔性立管 抗拉铠装层 进化策略 非线性有限元 多参数优化
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海洋非粘结型柔性软管的性能结构及其研究热点 被引量：10
6
作者 余荣华 袁鹏斌 《油气储运》 CAS 北大核心 2016年第12期1255-1260,共6页
海洋非粘结型柔性软管具有各层间相对独立且可移动的特殊结构,具有较好的柔韧性和适应性,成为海洋尤其是深海开发的必需管道,对深海资源的开发具有重要的工程应用与战略价值。介绍了海洋非粘结型柔性软管的性能特点及其典型管体的主要结... 海洋非粘结型柔性软管具有各层间相对独立且可移动的特殊结构,具有较好的柔韧性和适应性,成为海洋尤其是深海开发的必需管道,对深海资源的开发具有重要的工程应用与战略价值。介绍了海洋非粘结型柔性软管的性能特点及其典型管体的主要结构,分析了骨架层、内衬层、抗压铠装层、耐磨层、抗拉铠装层、中间层、外包覆层的结构特点与作用,重点探讨了集束生产管、带有抗硫化氢层的软管、碳纤维抗拉铠装层软管3种新型研制管材的设计特点与工作原理。研究结果表明:与普通钢管相比,海洋非粘结型柔性软管更适合用于深海资源开发,可以根据实际环境要求设计各层结构;研制的3种新型软管可以满足超深水复杂工况的需求,成为海洋非粘结型柔性软管的研究热点。 展开更多
关键词 非粘结型软管 深海开发 结构 集束生产管 抗硫化氢层 碳纤维抗拉铠装层
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