考虑摩擦的脐带缆静强度参数敏感性分析

摘要：

脐带缆的静强度解析模型不考虑其内部构件间的摩擦,因此无法准确分析脐带缆变形及受力情况,局限性较大.鉴于此,基于螺旋缠绕圆柱分析方法,采用ANSYS软件建立脐带缆多层滑移接触摩擦有限元模型,分别采用梁单元和实体单元模拟铠装钢丝和直构件,设置线线接触、线面接触模拟构件之间的接触摩擦,对脐带缆进行了静强度分析,计算其截面拉伸刚度和弯曲刚度,通过对比有限元计算结果与解析计算结果,验证了数值模拟方法的正确性.在此基础上,从钢丝缠绕角度、钢丝直径、摩擦因数及外压等因素入手,对其截面力学性能进行参数敏感性分析.分析结果表明:考虑接触摩擦的有限元模拟能够更加准确地展现脐带缆的变形及应力分布情况,且其截面性能受钢丝缠绕角度、钢丝直径、摩擦因数及外压等因素影响明显.研究结果可为脐带缆的截面设计及优化提供技术支持.

关键词：脐带缆、接触摩擦、静强度、力学性能、参数敏感性、有限元模拟

所属期刊栏目：47

分类号：TE53(海上油气田勘探与开发)

资助基金：国家重点研发计划资助项目“临海油气管道完整性管理技术研究及示范应用”2016YFC0802306;国家自然科学基金项目“管道检测器卡堵关键力学问题研究”11472309;山东省重点研发计划资助项目“深海水下设备运输与安装技术研究”2015GSF115024

在线出版日期：2019-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：34-40