非粘合型挠性管因内部结构复杂,其局部结构特性不仅与管道自身结构参数有关,还在很大程度上受载荷条件和加载历史的影响。本文研究目的:提出一种非粘合型挠性管局部结构特性的近似计算方法。建立模型时,采用分层、组合的建模方法。在分层建模分析时:利用弹性薄壁筒模型模拟聚合物材质的内、外部水密层和耐磨层,并考虑各聚合物材料层的厚度变化;利用螺旋钢带模型模拟金属材质的骨架层、压力铠甲层和拉力铠甲层,并考虑螺旋钢带自身的拉伸刚度、弯曲刚度和扭转刚度对所在层刚度的贡献。在组合建模分析时考虑了管道各层不同的径向位移、管道各层之间可能产生的分离(即接触条件的变化),并重点分析拉力铠甲层中的钢带在管道弯曲变形时与相邻层之间的摩擦滑移对刚度的影响,并将滑移过程分为开始滑移、部分滑移和完全滑移三个阶段进行讨论。在具体刚度分析和建模计算时,根据挠性管在轴对称载荷(轴向载荷和径向载荷)及弯曲载荷作用下发生变形的不同机理,本文采用的方法是:先计算管道在轴对称载荷作用下的响应,得到管道各层的变形量和管道内部各层间的压力分布,并作为管道发生弯曲变形的初始压力分布状态;然后,计算模型在施加循环弯曲载荷作用下滞后响应。根据上述力学模型,本文建立了一套完整的计算分析非粘合型挠性管在轴向载荷、径向载荷和循环弯曲载荷联合作用下,截面抗拉刚度、抗压刚度和弯曲刚度的近似方法。依此编写了Matlab计算程序,并对一种内直径为63.2 mm的非粘合型挠性管进行实例计算。程序结果与实验结果对比得到很好的吻合。文章最后利用本程序对非粘合型挠性管的内部结构参数进行了研究。找出对管道局部结构特性影响较大的结构参数,并分析了这些参数对管道局部结构特性的影响规律,为今后管道设计提供依据。