非粘结柔性管道的非线性滞回性能研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huanghuang051
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柔性管在海洋油气资源的开发中由于其卓越的力学性能起着至关重要的作用。本文着眼于柔性管的广泛应用,立足于柔性管的弯曲刚度小、层间摩擦、迟滞响应等特殊的力学性能,以非粘结柔性管的结构特征和复杂的层间接触为出发点,深入研究非粘结柔性管的非线性滞回曲线特征。  由于目前对非粘结柔性管的研究分析的理论模型中引入了过多的线性化假设,数值模拟分析时也较少的考虑层与层之间的复杂接触和摩擦滑移等非线性特征,因此本文首先考虑应用有限元分析软件ABAQUS,建立能合理高效分析非粘结柔性管结构响应的有限元模型。应用准静态分析的方法,在通过拉伸、扭转、纯弯三种工况的载荷-位移曲线的非线性分析之后,与其他模型及实验数据进行对比,检验该数值模型的有效性及准确性。由于非粘结柔性管的实际工程应用时,通常受多种载荷工况的同时作用,因此对实际组合工况引起的结构的力学性能变化做出分析,分析组合工况的耦合效应及结构的滞回曲线特征。另外,在以上工作的基础上,研究分析螺旋层结构形式对拉伸、扭转刚度的影响,从能量耗散的角度对非粘结柔性管的非线性滞回曲线特征进行敏感性分析,最后针对性的进行循环载荷作用下滞回曲线刚度退化的特征分析。  结果表明,在部分层结构采用各向异性材料等效及考虑层间复杂摩擦和滑移的基础上,本文建立的模型合理有效,可以作为非粘结柔性管结构响应分析的合理模型。层间的摩擦系数,层间的压力对结构在载荷作用下的滞回曲线特征影响不可忽略,在部分滑移阶段循环加载的滞回曲线刚度也有明显的改变。
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