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柔性軟管計算分析

作者：里格發表時間：2021-09-06 瀏覽量：

1、局部分析

一般使用內部制定軟件程序、傳統計算公式和三維有限元進行彎曲限制器設計計算。內部計算軟件為“RESTRICTOR”，BOE計算軟件為“ORCABEND”。彎曲限制器設計的主要輸入條件：①載荷（彎矩和和剪切強度）；②復合軟管的外徑和小彎曲半徑；③覆蓋的長度，應明確覆蓋的角度或在復合軟管操作彎曲半徑下覆蓋的長度；④安裝時低和高空氣溫度，在位工況下低和高海水溫度等。

2、整體分析

彎曲限制器整體分析應包括彎曲限制器的質量、外徑和鎖定半徑的分析。復合軟管系統整體分析需要確定彎曲半徑不小于操作彎曲半徑、復合軟管發生過度彎曲的長度（即彎曲限制器需要覆蓋的長度）、彎曲限制器的彎矩和剪切強度。在動態應用中，需要考慮彎曲限制器的疲勞分析，或者考慮使用彎曲加強器代替彎曲限制器。

制造加工工藝與原型測試

聚合物彎曲限制器單元的制造加工工藝：①模具的準備；②在模具上涂脫模劑；③將模具置于烘箱內，使溫度均勻；④聚合物材料的混合；⑤將聚合物材料注射到模具中；⑥固化并冷卻；⑦放入保溫箱中進行后固化；⑧加工螺栓孔。金屬彎曲限制器元件可由標準管道進行機械加工，在管道端部焊接法蘭制成。接口結構是一個復雜的構件，根據具體項目進行設計加工，其通常由金屬結構件加工而成，通過螺栓進行連接，金屬結構件上焊接筋板，以增強結構強度。接口結構制造過程中的重要步驟是焊接的探傷。

彎曲限制器的原型測試需考慮其設計載荷、材料、加工工藝、復合軟管的內、外徑及彎曲限制器元件的大外徑，包括：①使用載荷測試，目的是彎曲限制器能承受設計載荷；②破壞性測試，目的是確定彎曲限制器的疲勞載荷，對設計進行驗證。針對海洋復合軟管彎曲限制器所受功能載荷及結構載何的特點，分別對彎曲限制器基本原理、材料選擇、結構設計、制造加工工藝及測試進行了分析。研究成果對國內彎曲限制器的自主，實現彎曲限制器設計與制造的國產化具有參考意義。