海上漂浮输油软管拉伸特性的理论与试验分析

海上漂浮输油软管为复合型管,自内而外由不同形式与材料特性的结构层组成,经硫化处理使各层融合为一个整体.基于管体的分层假定、粘合假定、平断面假定、均匀性假定以及对橡胶材料和尼龙帘线加强橡胶部分的简化处理,运用分层分析方法,使用ABAQUS有限元分析软件对研发中的软管进行整体拉伸特性分析.将有限元计算结果与静态拉伸试验结果进行比较,虽然相对误差约20％,但在一定程度上反映了软管结构的拉伸特点,对于软管结构设计阶段的拉伸特性估算及结构优化具有重要的指导意义.     

海上漂浮输油软管拉伸与弯曲力学特性

海上漂浮输油软管为复杂的组合截面柔性结构,制造工艺复杂,造价高昂。基于有限元方法,采用ABAQUS软件,分析计算了5层粘合型海上输油漂浮软管在管内无压及带压工况下的轴向拉伸载荷与拉伸率、曲率与弯矩之间的非线性关系及产生机理。通过模型计算,得到了管道各层的应力分布特点,结果表明,因其非对称的结构特点,粘合型管道仍然存在非线性的等效截面刚度特性。分析了螺旋钢筋布置角度、螺旋钢筋直径、帘线-橡胶复合材料层帘线布置角度等结构设计参数对轴向载荷作用下管道拉伸率的影响,相关研究成果可为管道设计提供参考。