纯弯作用下深海夹层管复合结构屈曲失稳分析

通过切试件拉伸实验和夹层管段试件轴向推出实验,在钢表面光滑和粗糙条件下,分别获得采用环氧树脂胶和3M-DP8005胶粘接的层间切应力-位移关系曲线.利用有限元软件ABAQUS的建立夹层管复合结构在弯曲作用下的三维数值模型.采用非线性弹簧模拟夹层管轴向和环向的层间黏结性能.采用修正的Ramberg-Osgood本构模型描述内外钢管的应力-应变关系,假定夹芯层材料为线弹性.通过广泛的参数分析,系统阐述管道长度、层间黏结性能、截面几何构形以及材料特性等因素对夹层管屈曲失稳的影响机理.结果表明:在纯弯曲作用下,夹层管的屈曲失稳性能明显优于传统的单层管,实际粘接情况下夹层管的屈曲失稳性能更接近于无粘接情况下管道的屈曲失稳性能;管道长度对夹层管的屈曲失稳模态有较大的影响,黏结剂的切强度以及接触面的粗糙程度对夹层管的屈曲失稳性能影响较小,而截面几何构形以及内外管材料特性对夹层管屈曲失稳性能的影响较为显著.