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船舶力学2025年第04期:含缺陷非粘结柔性软管抗拉铠装层轴向压缩力学性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈严飞;向涛;何明畅;刘宇;刘瑞昊;钟榕锋;王鑫;江楠;

单位:油气管道输送安全国家工程实验室,城市油气输配技术北京市重点实验室;

摘要:非粘结柔性软管作为海洋油气田与海上平台连接的重要枢纽,在海洋生产中起着至关重要的作用。抗拉铠装层作为柔性软管的主要承载部件之一,一旦出现失效将对管道系统的完整性产生威胁。因此,明确各类缺陷对抗拉铠装层力学性能的影响机理,并研究抗拉铠装层力学行为规律具有重要的理论意义和工程实用价值。本文采用数值模拟方法,研究含缺陷非粘结柔性软管抗拉铠装层的轴向压缩性能,建立五层非粘结柔性软管轴向压缩有限元模型,分别研究非金属层缺陷尺寸、层间摩擦系数和钢带断裂三种因素对柔性软管轴向压缩刚度和临界屈曲载荷的影响规律。研究结果表明,环空含水率上升引发的摩擦系数减小会显著降低临界屈曲载荷,非金属层缺陷和钢带断裂会显著降低轴向压缩刚度和临界屈曲载荷,因此,在工程中应重点关注环空含水率和各层结构完整性。上述结果可为柔性软管设计和完整性管理提供一定参考。

关键词:非粘结柔性软管;;失效;;抗拉铠装层;;屈曲;;断裂;;缺陷

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52171285)