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基于有限元法的海洋高压输油软管力学性能研究

2019-04-12 150

问题提出

高压输油软管应用环境恶劣,使用周期长,对于海上石油开采至关重要。软管在使用过程中承受内外压、弯扭矩及风浪流等复杂载荷,软管设计要求高。且海底输油软管试验难度大,试验种类多,试验周期长,成本高。关于高压输油软管的研究,目前大多停留在制造、安装及应用等方面,对其力学性能的研究还处于起步阶段。

项目挑战

海底高压输油软管,是一种复杂的多层复合管,通常由橡胶层、帘布层、玻纤层和钢丝缠绕增强层组成,建模难度大。另外,软管工况繁多,受力复杂。根据软管的实际构造,建立多层软管有限元模型,对软管进行爆破分析、拉伸分析和弯曲分析等模拟,得到软管各个位置的应力和应变结果,并通过仿真结果和试验结果对比,得到精度高的软管有限元模型,从而真实有效的验证软管强度是否满足要求。参照API或DNV标准工况要求,模拟软管无法实现或者试验难度大的工况,如通过对软管进行侵蚀分析和流体分析,得到软管的侵蚀速率和压力损失是否满足设计要求。

客户价值

通过对软管进行有限元分析解决了软管强度、杂质侵蚀及压力损失等技术难题。客户的产品成功通过了API和DNV认证,也成为全球同行业第二家通过DNV认证的软管厂家。有害气体、超高压爆破等试验危险性高的工况模拟,大大的减少了产品研发费用,缩短了研发周期,提高了产品质量。


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