纤维增强复合材料柔性管强度校核及截面设计

摘要

在海洋油气勘探中,海洋立管和海底管道采用复合材料柔性管可以弥补钢管使用中存在的耐腐蚀性差、质量大以及安装成本高等诸多不足.但在对柔性管进行安装分析前,需要明确柔性管的类型和规格,并根据安装作业和在位使用的要求对柔性管进行截面设计.为此,根据设计载荷的要求,利用ABAQUS软件建立了纤维增强复合材料柔性管的有限元模型,根据复合材料柔性管DNV规范和材料属性确定其失效判断准则,并对柔性管进行内压、外压和拉伸载荷组合工况下的应力分析校核,得到了组合工况下缠绕角度对拉应力的影响,确定了柔性管存储和安装时的最小弯曲半径.研究结果对纤维增强复合材料柔性管的设计与使用具有一定的参考意义.