[发明专利]一种多层非粘结柔性管抗扭性能快速评价方法

摘要

本发明提供一种多层非粘结柔性管抗扭性能快速评价方法，其利用专用测量工具测定多层非粘结柔性管的结构参数，通过材料拉伸实验确定多层非粘结柔性管各功能层所用材料的力学参数，借助有限元前处理软件对多层非粘结柔性管三维几何模型进行网格划分，考虑层内、层间摩擦接触，建立柔性管三维有限元模型，并利用非线性有限元分析软件ABAQUS进行计算，得到多层非粘结柔性管在工作扭矩作用下的应力特征。基于各功能层的von Mises应力峰值和各功能层相应的材料屈服强度，计算确定各功能层在当前载荷工况条件下的安全系数，以各功能层安全系数最小值为依据，实现快速评价多层非粘结柔性管抗扭性能的目的。其对认清工作扭矩作用下多层非粘结柔性管的应力分布特征、明确多层非粘结柔性管的抗扭性能，确保作业安全具有十分重要的意义。

主权项

一种多层非粘结柔性管抗扭性能快速评价方法，其特征在于，采用测量、实验和三维有限元计算方法，得到扭矩作用下多层非粘结柔性管的应力特征，在此基础上对其抗扭性能实现快速评价。具体步骤如下：1)利用内径表、盘型千分尺、测厚仪、影像测量仪等专用测量工具，测定多层非粘结柔性管的结构参数；2)利用MTS万能试验机、密度测量仪等专用材料试验设备和方法，实验确定多层非粘结柔性管各功能层所用材料的力学参数；3)利用CAD几何建模软件建立多层非粘结柔性管三维全尺寸几何模型；4)利用有限元前处理软件对多层非粘结柔性管进行网格划分，建立多层非粘结柔性管三维有限元模型：包括内衬层、抗压铠装层、抗拉铠装层、耐磨层、保温层、中间包覆层、外包覆层等；5)利用非线性有限元分析软件ABAQUS定义层内、层间接触关系，包括法向接触关系和切向接触关系；6)对模型施加工作载荷和边界条件，利用ABAQUS对多层非粘结柔性管进行计算分析，得到多层非粘结柔性管的von Mises应力分布云图；7)分析多层非粘结柔性管各功能层von Mises应力峰值及分布状态，确定柔性管各功能层的抗扭安全系数，取各功能层安全系数最小值作为多层非粘结柔性管的抗扭安全系数，实现多层非粘结柔性管抗扭性能的快速评价。