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海洋复合柔性管发展及应用现状 被引量：37
1
作者 潜凌 李培江 张文燕 《石油矿场机械》 2012年第2期90-92,共3页
海洋复合柔性管作为海洋用管道,具有与钢管无可比拟的优点。由于结构复杂、制造技术要求高,目前仅有几个国外公司的产品在海上油田得到应用。介绍了海洋用复合柔性管的发展、结构及特点;主要复合柔性管公司及其产品的应用情况。
关键词 海上油气田 柔性立管 结构 应用
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深水柔性立管的缓波型布置及参数敏感性分析 被引量：32
2
作者 孙丽萍 周佳 王佳琦 《中国海洋平台》 2011年第3期37-42,共6页
针对某深水柔性立管进行缓波型布置设计,确定浮力块的尺寸和位置,顶部悬挂角和管内流体密度等主要布置参数。运用集中质量法建立分析模型,并在此基础上研究柔性立管的初始形状、曲率和张力对不同总体布置参数的敏感性及变化规律,得到一... 针对某深水柔性立管进行缓波型布置设计,确定浮力块的尺寸和位置,顶部悬挂角和管内流体密度等主要布置参数。运用集中质量法建立分析模型,并在此基础上研究柔性立管的初始形状、曲率和张力对不同总体布置参数的敏感性及变化规律,得到一些有用的结论可作为柔性立管总体布置设计的参考。 展开更多
关键词 柔性立管 缓波型布置 集中质量法 敏感性分析
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柔性立管涡激振动响应特性试验研究 被引量：21
3
作者 高云 任铁 +2 位作者 付世晓 熊友明 赵勇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第17期6-11,共6页
针对柔性立管进行了试验研究,试验的目的是为了更深入地了解细长柔性立管在水中的涡激振动响应特性。试验在拖曳水池中完成,通过拖车拖动立管从而产生相对来流。通过测试得到的应变数据,基于模态叠加法,便可得到立管的位移响应等参数。... 针对柔性立管进行了试验研究,试验的目的是为了更深入地了解细长柔性立管在水中的涡激振动响应特性。试验在拖曳水池中完成,通过拖车拖动立管从而产生相对来流。通过测试得到的应变数据,基于模态叠加法,便可得到立管的位移响应等参数。试验中针对不同的流速进行了分析,系统地研究了立管的应变、特征频率、无量纲振幅比、锁定区域以及流体力系数等参数。研究结果表明:柔性立管随着流速的增加会出现多阶锁定现象;在高阶锁定区域,振动频率会出现跳跃现象;且随着锁定阶数的增加,幅值呈现下降趋势。 展开更多
关键词 柔性立管 试验研究 锁定区域 特征频率
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采用改进尾流振子模型的柔性海洋立管的涡激振动响应分析 被引量：19
4
作者 陈伟民 张立武 李敏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期240-246,共7页
建立了柔性杆件在非均匀流作用下的涡激振动响应预测模型,考虑了涡激振动锁频阶段流体附加质量的变化,以及振动响应和来流简缩速度的非线性关系。该模型通过经验公式结合迭代求解的方式,计算方便、速度快,避免了数值计算(CFD)的繁琐,较... 建立了柔性杆件在非均匀流作用下的涡激振动响应预测模型,考虑了涡激振动锁频阶段流体附加质量的变化,以及振动响应和来流简缩速度的非线性关系。该模型通过经验公式结合迭代求解的方式,计算方便、速度快,避免了数值计算(CFD)的繁琐,较为适合于海洋工程实际应用。与试验和数值结果的比较表明采用该文提出的计算模型,可以更合理、准确地给出结构涡激振动响应。最后,结合实际平台参数,进行了柔性立管在非均匀流场的作用下的涡激振动响应分析,并研究了立管的预张力、流场分布等参数的影响。分析结果表明:随着立管张力和流场分布的改变,各阶模态锁频区域发生了变化。 展开更多
关键词 涡激振动 尾流振子 附加质量 柔性立管 动响应
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正弦振荡来流下柔性立管涡激振动发展过程 被引量：18
5
作者 王俊高 付世晓 +1 位作者 许玉旺 宋磊建 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期173-182,共10页
在风浪流的作用下,海洋浮式结构物将带动悬链线立管在水中作周期性往复运动,从而在立管运动方向上产生相对振荡来流,这种振荡来流将激励立管悬垂段发生"间歇性"的涡激振动.在海洋工程水池中对一个4 m长的立管微段进行模型试... 在风浪流的作用下,海洋浮式结构物将带动悬链线立管在水中作周期性往复运动,从而在立管运动方向上产生相对振荡来流,这种振荡来流将激励立管悬垂段发生"间歇性"的涡激振动.在海洋工程水池中对一个4 m长的立管微段进行模型试验研究,以探索相对振荡来流作用下立管涡激振动产生的机理及其发展的物理过程.试验通过振荡装置带动模型作正弦运动来模拟不同最大约化速度UR max、不同KC(Keulegan--Carpenter number)的相对振荡来流,利用光纤应变片测量立管涡激振动响应.结合模态分析方法处理试验数据得到位移响应时历,继而提出相对振荡来流下柔性立管涡激振动发展的3个阶段:建立阶段、锁定阶段以及衰减阶段.并进一步总结了最大约化速度UR max,KC对涡激振动发展过程的影响规律.最终获得不同最大约化速度UR max下,涡激振动各发展阶段随KC所占时间分布比例图. 展开更多
关键词 涡激振动发展过程 振荡来流 柔性立管 最大约化速度
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柔性立管涡激振动抑制装置试验研究 被引量：17
6
作者 高云 付世晓 宋磊建 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第14期77-83,共7页
为深入研究带螺旋列板的柔性立管涡激振动响应特性,进行立管螺旋列板抑制装置的拖曳水池试验。由拖车拖动立管产生来流测得应变数据,基于模态叠加法获得立管位移响应等参数。分析螺旋列板抑制装置的螺距变化,系统研究不同螺旋列板状态... 为深入研究带螺旋列板的柔性立管涡激振动响应特性,进行立管螺旋列板抑制装置的拖曳水池试验。由拖车拖动立管产生来流测得应变数据,基于模态叠加法获得立管位移响应等参数。分析螺旋列板抑制装置的螺距变化,系统研究不同螺旋列板状态下立管应变、位移响应等参数。结果表明,流向响应与横向响应同样重要不可忽略;裸管响应特性与带螺旋列板的立管响应特性区别较大,响应特性与螺旋列板几何形状紧密相关。 展开更多
关键词 柔性立管 涡激振动 螺旋列板 响应特性
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剪切流下发生涡激振动的柔性立管阻力特性研究 被引量：15
7
作者 宋磊建 付世晓 +2 位作者 于大鹏 任铁 张萌萌 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期300-306,共7页
利用缩尺模型试验的方法研究了线性剪切流下涡激振动发生时柔性立管的阻力特性.文中基于光纤光栅应变传感器测得的模型应变信息,采用梁复杂弯曲理论计算了立管的平均阻力,继而分析了阻力系数沿管长方向和雷诺数的分布特性以及涡激振动... 利用缩尺模型试验的方法研究了线性剪切流下涡激振动发生时柔性立管的阻力特性.文中基于光纤光栅应变传感器测得的模型应变信息,采用梁复杂弯曲理论计算了立管的平均阻力,继而分析了阻力系数沿管长方向和雷诺数的分布特性以及涡激振动对阻力系数的放大效应,并提出了用于估算柔性立管发生涡激振动时阻力系数的经验公式.结果表明：涡激振动对阻力系数有放大效应,使得立管局部阻力系数高达3.2;平均阻力系数在1.0×10~4到1.2×10~5的雷诺数区间内的值为1.3～2.0,并随雷诺数的增大而减小.本文提出的经验公式可准确估算高雷诺数下涡激振动发生时柔性立管的阻力系数,此经验公式考虑了流速、涡激振动主导模态以及主导频率对阻力系数的影响. 展开更多
关键词 剪切流 柔性立管 涡激振动 阻力系数 放大效应
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柔性立管涡激振动实验的数据分析 被引量：12
8
作者 张建侨 宋吉宁 +1 位作者 吕林 滕斌 《中国海洋平台》 2009年第4期26-32,37,共8页
在对光纤光栅应变计(FBG)测量得到的柔性立管室内模型实验数据进行分析中,通过信号滤波、模态分解、频谱分析以及位移计算等得到立管涡激振动的共振模态、振动频率和位移变形等参数的变化规律。分析结果表明所采用的数据分析方法能够很... 在对光纤光栅应变计(FBG)测量得到的柔性立管室内模型实验数据进行分析中,通过信号滤波、模态分解、频谱分析以及位移计算等得到立管涡激振动的共振模态、振动频率和位移变形等参数的变化规律。分析结果表明所采用的数据分析方法能够很好地分析出柔性立管涡激振动的基本特性,这对今后深入开展深海立管涡激振动问题的实验研究和现场原位测试提供了有益的借鉴。 展开更多
关键词 柔性立管 涡激振动 光纤光栅 带通滤波 模态分解 频谱分析
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文昌油田单点系泊系统海上安装 被引量：12
9
作者 房晓明 《中国海上油气（工程）》 2003年第1期1-11,共11页
文昌 13- 1/ 13- 2油田单点系泊系统是按照 10 0年一遇海况下FPSO不解脱条件进行设计的。采用内转塔浮筒形式允许整个单点系泊系统在海上提前安装 ,缩短了FPSO回接的时间。总结该单点系泊系统在海上安装作业过程中的成功经验和教训 ,主... 文昌 13- 1/ 13- 2油田单点系泊系统是按照 10 0年一遇海况下FPSO不解脱条件进行设计的。采用内转塔浮筒形式允许整个单点系泊系统在海上提前安装 ,缩短了FPSO回接的时间。总结该单点系泊系统在海上安装作业过程中的成功经验和教训 ,主要介绍有关施工技术和施工方法并提出改进建议 ,供工程管理和技术人员在进行类似工程项目中借鉴和参考。 展开更多
关键词 文昌油田 单点系泊系统 海上安装 吸力锚 配重链 内转塔式系泊浮筒 柔性立管
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均匀流下柔性立管涡激振动响应及涡激力载荷特性研究 被引量：11
10
作者 宋磊建 付世晓 +2 位作者 任铁 于大鹏 张萌萌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期14-21,共8页
采用模型试验的方法研究了均匀流下柔性立管的涡激振动(VIV)响应特性及涡激力载荷特性。对均匀流场中柔性立管的VIV响应特性进行了分析,而后通过欧拉-伯努利梁动态响应控制方程和最小二乘法求取了柔性立管顺流向(IL)和横流向(CF)的涡激... 采用模型试验的方法研究了均匀流下柔性立管的涡激振动(VIV)响应特性及涡激力载荷特性。对均匀流场中柔性立管的VIV响应特性进行了分析,而后通过欧拉-伯努利梁动态响应控制方程和最小二乘法求取了柔性立管顺流向(IL)和横流向(CF)的涡激力系数。研究结果表明:均匀流下柔性立管的VIV为位移和主导频率不随时间变化的稳态响应,顺流向涡激振动的主导频率为横流向的2倍;柔性立管的激励系数与强迫振动试验获得的系数不一致,无因次频率处于激励区间的激励系数存在负值,激励系数不仅和无因次频率及无因次振幅相关,还与CF&IL方向位移相位角相关;在无因次频率0.13~0.22时,横流向的附加质量系数在1.5~3.0振荡变化;而顺流向的附加质量系数在无因次频率在0.26~0.42内从-1.0迅速增大到1.2后基本保持不变。 展开更多
关键词 柔性立管 涡激振动 涡激力 激励系数 附加质量系数
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海洋柔性立管弯曲加强器参数敏感性分析 被引量：11
11
作者 荆彪 朱克强 杨然哲 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2016年第3期99-104,共6页
针对海洋立管弯曲加强器所受环境载荷与功能载荷的特点,基于有限元法对某海洋柔性立管弯曲加强器结构进行数值分析。通过有限元分析软件建立了弯曲加强器与柔性立管组合等效模型,重点讨论了弯曲加强器的设计参数对其自身防弯性能的影响... 针对海洋立管弯曲加强器所受环境载荷与功能载荷的特点,基于有限元法对某海洋柔性立管弯曲加强器结构进行数值分析。通过有限元分析软件建立了弯曲加强器与柔性立管组合等效模型,重点讨论了弯曲加强器的设计参数对其自身防弯性能的影响,根据弯曲加强器的曲率及柔性立管的应力分布,对弯曲加强器结构进行优化设计,得到结论可供设计参考。 展开更多
关键词 弯曲加强器 柔性立管 有限元分析法 优化设计 敏感性分析
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细长柔性立管涡激振动疲劳损伤分析 被引量：10
12
作者 高云 付世晓 +1 位作者 杨家栋 王盟浩 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1270-1277,共8页
为了深入分析细长柔性立管涡激振动响应带来的疲劳损伤,在拖曳水池中对柔性立管进行了试验研究.由拖车带动立管运动产生相对来流,再根据测试得到的应变数据,结合材料常数得到立管的疲劳损伤.分别使用了基于单频率、常幅值的频域法以及... 为了深入分析细长柔性立管涡激振动响应带来的疲劳损伤,在拖曳水池中对柔性立管进行了试验研究.由拖车带动立管运动产生相对来流,再根据测试得到的应变数据,结合材料常数得到立管的疲劳损伤.分别使用了基于单频率、常幅值的频域法以及多频率、变幅值的雨流法对疲劳损伤进行分析.分析发现:不同流速、相同模态阶数下的应变响应频率很接近,是由不同的流速在立管周围产生不同的流体附加质量所致.在大多数情况下,频域法得到的预测疲劳损伤比雨流法得到的真实疲劳损伤要大;但在少数情况下则相反. 展开更多
关键词 柔性立管 涡激振动 疲劳损伤 频域法 雨流法
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柔性立管防弯器的设计 被引量：10
13
作者 李彤 李鹏 +4 位作者 张鸿凯 肖蕴 朱鹏 兰庆世 李岩 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2010年第A02期168-173,共6页
针对柔性立管防弯器所受功能载荷及环境载荷的特点，结合柔性立管弯曲限制器有关的规范文件，基于有限元分析软件，对所设计的防弯器结构进行了数值分析。通过有限元分析软件建模对比分析加有防弯器及未加防弯器柔性立管应力应变的分布... 针对柔性立管防弯器所受功能载荷及环境载荷的特点，结合柔性立管弯曲限制器有关的规范文件，基于有限元分析软件，对所设计的防弯器结构进行了数值分析。通过有限元分析软件建模对比分析加有防弯器及未加防弯器柔性立管应力应变的分布情况，可以发现具有该结构的防弯器能较好地防止柔性立管过度弯曲。 展开更多
关键词 柔性立管 防弯器 有限元
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质量比对柔性立管涡激振动影响实验研究 被引量：9
14
作者 张建侨 宋吉宁 +1 位作者 吕林 滕斌 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2009年第4期38-44,共7页
质量比是影响海洋立管涡激振动的一个重要因素。通过在室内物理实验中使立管模型内部分别充填空气、水和沙来改变立管的质量比,从而研究质量比对柔性细长立管涡激振动的影响。实验结果表明:在相同流速下,质量比大的立管模型所激起的模... 质量比是影响海洋立管涡激振动的一个重要因素。通过在室内物理实验中使立管模型内部分别充填空气、水和沙来改变立管的质量比,从而研究质量比对柔性细长立管涡激振动的影响。实验结果表明:在相同流速下,质量比大的立管模型所激起的模态更高。在低约化速度区域,空管和水管的涡激振动响应频率与涡脱落频率相同,沙管的响应频率则与自振频率更接近,三种质量比立管的响应位移较接近;在高约化速度区域,三种质量比的立管模型的响应频率处于自振频率和涡脱落频率之间,但空管的响应频率随约化速度的增大而不断增大,同一流速下,质量比大的立管模型响应位移小,其中空管的涡激振动响应一直处于大振幅的锁定状态下。共振区域对应约化速度的范围随着质量比增大而减小。 展开更多
关键词 柔性立管 涡激振动 质量比 约化速度 模态分解
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倾斜流作用下柔性立管涡激振动的数值模拟 被引量：9
15
作者 及春宁 邢国源 +1 位作者 张力 许栋 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期324-331,共8页
针对倾斜角度为60°来流作用下细长柔性立管的涡激振动问题,应用基于浸入边界法的三维水动力并行计算程序Cg LES_IBM,并结合隐式结构动力计算程序X-code,进行了直接数值模拟。研究发现:柔性立管振动表现出明显的驻波特征,绝大部分... 针对倾斜角度为60°来流作用下细长柔性立管的涡激振动问题,应用基于浸入边界法的三维水动力并行计算程序Cg LES_IBM,并结合隐式结构动力计算程序X-code,进行了直接数值模拟。研究发现:柔性立管振动表现出明显的驻波特征,绝大部分的振动能量集中在一个窄频段上。两向振动的相位差沿展向周期性变化,在顺流向振动结点处出现180°的相位切换,振动轨迹也对应出现了逆时针和顺时针"8"字形的变化。流体力的时空分布呈现行波和驻波的混合模式。立管大部分处于激励状态,仅在横流向振动结点以下一定范围内处于阻尼状态。倾斜的尾流导致流体力也呈现出一定的行波特征。 展开更多
关键词 浸入边界法 柔性立管 倾斜流 涡激振动 尾涡模式 能量传递 行波 驻波
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陡波型柔性立管浮力块参数优化及应用 被引量：9
16
作者 丁鹏龙 李英 刘志龙 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2014年第4期18-23,共6页
浮力块分布和外径等参数直接影响柔性立管在环境载荷作用下的动力响应,对某深水柔性立管进行陡波型布置,开展时域内的整体动态有限元分析,得到浮力块分布和外径对柔性立管动力响应的影响规律,表明浮力块参数是陡波型柔性立管整体设计的... 浮力块分布和外径等参数直接影响柔性立管在环境载荷作用下的动力响应,对某深水柔性立管进行陡波型布置,开展时域内的整体动态有限元分析,得到浮力块分布和外径对柔性立管动力响应的影响规律,表明浮力块参数是陡波型柔性立管整体设计的一个重要因素。立管动力响应是弯曲加强器的设计载荷,根据上述规律,构造具有不同浮力块参数的柔性立管模型,进行多工况动态分析,通过对比弯曲加强器设计载荷对(T,θ)的散点图,得到弯曲加强器设计载荷优化方法及最优设计载荷。 展开更多
关键词 柔性立管 整体动态分析 陡波型布置 弯曲加强器 浮力块参数优化
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基于时变内流的柔性立管自适应边界控制 被引量：8
17
作者 邬依林 刘屿 吴忻生 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期618-624,共7页
针对具有系统结构参数不确定的海洋柔性立管不确定性系统,为了提高其振动控制效果和品质,通过对立管结构参数进行估计,采用自适应控制技术和Lyapunov综合法,设计了自适应边界控制算法对耦合内流动力学的立管振动进行控制.所设计的自适... 针对具有系统结构参数不确定的海洋柔性立管不确定性系统,为了提高其振动控制效果和品质,通过对立管结构参数进行估计,采用自适应控制技术和Lyapunov综合法,设计了自适应边界控制算法对耦合内流动力学的立管振动进行控制.所设计的自适应控制器能补偿系统参数不确定性,以及避免了控制溢出,并能保证系统的稳定性和一致有界性.仿真结果进一步验证了该控制算法对抑制立管振动的有效性. 展开更多
关键词 柔性立管 自适应控制 边界控制 内流动力学 稳定性
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顶部节流条件下S型柔性立管内油气水三相流流型转变实验研究 被引量：8
18
作者 李乃良 郭烈锦 +2 位作者 李文升 叶晶 张西迎 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期597-601,共5页
实验研究了集输-立管系统中,立管顶部节流条件下S型柔性立管内油气水三相流流型及其转变机理。发现,随着阀门开度的减小,S型柔性立管内依次会出现严重段塞流、类弹状流和类泡状流。背压的升高是促使流型发生转变的原因,升高的背压抵消... 实验研究了集输-立管系统中,立管顶部节流条件下S型柔性立管内油气水三相流流型及其转变机理。发现,随着阀门开度的减小,S型柔性立管内依次会出现严重段塞流、类弹状流和类泡状流。背压的升高是促使流型发生转变的原因,升高的背压抵消了立管上游封闭气体的压力,从而抑制了立管内气相的运动速度。本文建立了节流过程中S型柔性立管内流型间转变的模型,与实验数据吻合良好。分析还表明,垂直上升管内得出的气液两相流型的PDF特征不能适用到S型柔性立管中。 展开更多
关键词 油气水三相流 流型转变 节流 严重段塞流 柔性立管
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柔性立管的非线性动力分析 被引量：7
19
作者 王安姣 陈加菁 《海洋工程》 CSCD 北大核心 1991年第3期12-22,共11页
以集中质量法建立了一种能考虑管内流体流动情况下的非线性动力分析方法。将计算结果与前人的工作成果作了比较,并讨论了内流、内压,动态及非线性的影响,得出了一些工程中有用的结论。
关键词 非线性动力分析 柔性立管 集中质量法 流体流动 位移响应 节点力 摩擦阻力系数 不规则波 弯曲刚度 动力响应
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浮筒单点系统缓波式柔性立管疲劳分析 被引量：7
20
作者 付图南 黄维平 +1 位作者 曹淑刚 常爽 《船舶与海洋工程》 2018年第1期49-55,58,共8页
将非黏结性柔性立管应用到浮筒式单点系统中去,借助ORCAFLEX软件建立浮筒式单点系统的耦合分析模型。利用ABAQUS软件研究柔性立管各层在张力和弯矩作用下的应力分配,得到内抗拉层和外抗拉层的应力系数,进而对立管进行浪致疲劳和涡激疲... 将非黏结性柔性立管应用到浮筒式单点系统中去,借助ORCAFLEX软件建立浮筒式单点系统的耦合分析模型。利用ABAQUS软件研究柔性立管各层在张力和弯矩作用下的应力分配,得到内抗拉层和外抗拉层的应力系数,进而对立管进行浪致疲劳和涡激疲劳分析。结果表明:该系统中柔性立管的疲劳寿命主要取决于内层抗拉层,最大疲劳损伤出现在限弯接头与立管连接点附近,张力影响因素对该点的疲劳损伤影响大于曲率影响因素。 展开更多
关键词 缓波式 柔性立管 ORCAFLEX 疲劳寿命
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