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LNG软管U型波纹内衬层低温环境下拉伸性能分析与优化设计 被引量:3

Analysis of Tensile Property of U-shaped Metal Bellows of LNG Hose in Cryogenic Environment and Optimization Design
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摘要 金属波纹管作为FLNG低温柔性管道的内衬结构层,直接决定着低温管道的整体力学性能与安全性能,且在实际应用中直接与超低温(-163℃)的液化天然气接触。论文基于力-热耦合方法研究了在超低温环境下U型金属波纹管的拉伸性能,探究了波高、波距和壁厚等结构参数对其拉伸性能的影响,分析了各参数影响的敏感性。结合低温柔性管道的实际应用与生产工艺的需求,以U型波纹管的拉伸刚度最大化为优化目标,考虑了波纹管弯曲刚度、材料成本和实际工艺等多个约束条件,基于多岛遗传算法进行U型波纹管拉伸性能优化设计,并通过有限元模型验证了该优化设计方法的适用性。 As a lining structure layer,the metal bellows of FLNG cryogenic hose play an important role in the overall mechanical properties of the cryogenic hose,which is contact with ultra-low temperature(-163℃)liquefied natural gas directly.In this paper,tensile properties of U-shaped metal bellows in cryogenic environment are studied based on the thermal-mechanical coupling method,and effects of structural parameters such as wall thickness,wave distance and wave height on the tensile properties of the metal bellows are analyzed.Based on the practical application background and production process,tensile stiffness of the bellows is selected as the objective to establish an optimization model with considering bending stiffness,material cost and the actual process as constraints.The optimal design of the bellows is carried out based on multi-island genetic algorithm.Applicability of the optimal design method verified with the finite element model.
作者 杨亮 刘淼儿 范嘉堃 李方遒 曹慧鑫 英玺蓬 YANG Liang;LIU Miaoer;FAN Jiakun;LI Fangqiu;CAO Huixin;YING Xipeng(Research and Development Center,CNOOC Gas&Power Group Co.,Ltd.,Beijing 100028,China;Department of Engineering Mechanics,State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China)
出处 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期34-45,共12页 Shipbuilding of China
基金 国家自然科学基金(U1906233和11732004) 国家重点研发计划(2017YFC0307203) 中央高校基本科研业务费专项资金(DUT20ZD213,DUT20LAB308)。
关键词 U型金属波纹管 超低温环境 拉伸性能 尺寸优化设计 U-shaped metal bellows cryogenic environment tensile property optimum design of dimension
  • 相关文献

参考文献12

二级参考文献47

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共引文献101

同被引文献44

引证文献3

二级引证文献1

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