含复合材料铠装层的非粘结柔性立管轴向抗拉强度分析

摘要

以复合材料替换非粘结柔性立管的抗拉铠装层的钢材条带是实现超深水油气开发对管道轻量化、高强度要求的有效途径。采用细观力学分析方法获得了复合材料条带的各向异性材料参数,基于厚壁圆筒理论与弯曲梁微分方程,结合循环迭代算法建立了含复合材料铠装层的非粘结柔性立管在轴对称载荷作用下结构响应计算模型。基于钢的双线性本构、复合材料等强度分析方法得到了不同材料非粘结柔性立管的失效分析模型。算例结果显示,复合材料铠装层能有效提升立管的抗拉强度,纤维的体积分数、弹性模量和强度,是影响复合材料非粘结柔性立管刚度、抗拉强度的重要参数。