海洋柔性管道螺旋结构弯曲行为的有限元分析

摘要

针对海洋柔性管道复杂结构弯曲行为特性不明确的问题,本文采用有限元分析方法,建立了考虑层间相互作用的单根螺旋钢丝缠绕圆柱结构简化三维模型,开展螺旋典型结构的弯曲行为研究;建立适用于微小间隙下层间滑移形态的测量方法,对管道层间滑移形态进行了定量分析。分析结果表明:弯曲作用下螺旋结构在半个螺旋周期内交替呈现轴向拉伸和收缩的相对滑移形态,在内部圆柱体的摩擦约束和支撑作用下,螺旋钢丝缠绕圆柱结构相比单个螺旋钢丝的结构应力响应分布情况发生了明显变化。建立的分析方法与计算结果为海洋柔性管道结构弯曲行为分析和结构设计提供了有效的技术手段。