海底管道中泡沫清管器接触应力有限元分析

摘要

为分析清管器在海底管道中的清洁能力,以泡沫清管器为研究对象,基于有限元软件ANSYS建立清管器与管道的3维模型,进行数值模拟,并通过与理论解析解对比以验证模型准确性。在此基础上,从清管器接触应力分布出发,对泡沫密度、管道椭圆度、清管器过盈量、管壁摩擦等影响因素进行研究。结果表明:清管器在无损的均匀直管内接触应力均匀分布、在椭圆管道内则呈“8”字型不均匀分布;接触应力随清管器过盈量的增大而增大,但过盈量对清管器表面接触应力分布形式无影响;管壁摩擦使得清管器表面轴向接触应力分布不均匀,且接触应力随摩擦系数增大而指数增大;清管器密度只影响接触应力大小,对接触应力的分布规律无影响。