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海洋玻纖增強熱塑性柔性管的理論與數值分析

http://www.uvgpmm.tw 中國管道商務網 來源: 姚潞 王樹青 何文濤 孟祥劍 中國海洋大學山東省海洋工程重點實驗室 【打印】
2021-01-14  瀏覽[3013]次
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摘 要:近年來海洋復合柔性管道逐漸在海洋工程中嶄露頭角。相對于鋼管,復合柔性管憑借其彎曲性能好、重量輕、抗腐蝕能力強等一系列優異的性能在油氣開采領域不斷受到青睞。本文研究對象為一種三層粘結型玻璃纖維增強的熱塑性復合柔性管,該類型管道包含外保護層(高密度聚乙烯HDPE)、中間復合材料增強層以及內襯層(高密度聚乙烯HDPE)。研究內容主要基于三維彈性理論和復合材料層合板理論,建立了玻纖增強熱塑性復合柔性管的理論計算模型,推導了復合柔性管在軸對稱載荷作用下的平衡微分方程,主要分析了管體在內壓載荷作用下的應力與變形規律,并將理論計算結果與ABAQUS數值模擬結果進行比較分析,結論表明理論計算與數值仿真結果具有較好的一致性。最后基于該理論模型,研究了內襯層(外保護層)與增強層相對厚度對柔性管應力和變形的影響規律,結果表明管道的增強層為主要承載構件,在增強層纖維方向的應力遠大于其他方向的應力,隨著增強層從內向外擴展,纖維方向的應力逐漸減小,且內襯層(外保護層)厚度對管道整體的力學性能幾乎沒有影響。

關鍵詞:玻纖增強柔性管 彈性理論 數值模擬 變形與應力

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[責任編輯:mdh2015]
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