非粘接柔性立管抗拉和抗扭刚度计算分析方法对比

针对非粘接柔性立管抗拉和抗扭刚度计算方法进行对比。以300m水深8英寸(1英寸≈2.54cm)非粘接柔性立管为例,首先介绍了立管截面设计时计算两种刚度所使用的理论计算方法,之后在理论计算的基础上,对非粘接柔性立管进行有限元分析,分别对比了非粘接柔性立管在轴向拉力及扭矩作用下的抗拉和抗扭刚度的计算结果,并对各层结构的刚度贡献情况进行了讨论。最终得出结论:柔性立管在轴向载荷和扭矩作用下,理论计算结果与有限元计算结果较为一致,在抗扭刚度计算中理论计算结果更偏保守。在实际工程设计中,可以根据设计阶段选择合适的计算方法。

柔性立管内部骨架层径向承载能力计算研究

骨架层作为非粘接柔性立管的最内层结构,其主要失效形式是径向压溃。为了探讨骨架层的径向承载能力,以铁木辛柯弹性稳定理论为基础,通过模型简化及刚度等效方法,建立了非粘接柔性立管骨架层的理论模型,求得其在静水压力作用下的临界压溃值。针对理论模型无法计入层间接触、材料非线性及初始椭圆度等因素,利用ABAQUS建立骨架层的三维有限元数值模型,分析了骨架层的材料非线性和初始椭圆度对骨架层径向失效的影响。分析结果表明:材料非线性会较大幅度地降低骨架层的临界压溃值;随着初始椭圆度的增大,骨架层临界压溃值减小。利用多层厚壁圆筒模型计算出骨架层在不同初始椭圆度下,考虑材料非线性柔性立管所能下放铺设的适用水深,实现了其工程应用。所得结果可为柔性立管的安全使用提供参考。