高压舱试样以缺陷等效弯矩载荷的数值模拟研究

摘要

深海管道的铺设工况为其控制工况,尤其垂弯段管道受到弯矩和静水压力的联合作用,易于发生局部屈曲破坏,采用高压舱检验管道在弯矩和静水压力联合作用下的抗局部屈曲性能具有重要的工程意义.深水管道的厚度较大,在高压舱内难以施加满足要求的弯矩,为了解决该问题,可在试样上合理地制造缺陷等效弯矩作用.通过有限元软件ABAQUS数值分析得到了缺陷和弯矩的等效关系:首先,模拟出弯矩作用下完整试样的局部屈曲过程,给出局部屈曲对应的静水压力临界值;然后,通过数值模拟给出含缺陷试样局部屈曲对应的静水压力临界值,得到缺陷尺寸和静水压力临界值之间的关系;最后利用静水压力临界值相同和差值方法得到与弯矩作用等效的缺陷尺寸.以上研究结果为高压舱校核深海管道在联合载荷作用下的抗局部屈曲性能奠定了基础,拓宽了高压舱的试验范围.