[发明专利]一种多层非粘结海洋柔性管极限抗拉性能快速评价方法

权利要求书

1.一种多层非粘结海洋柔性管极限抗拉性能快速评价方法，其特征在于，采用测量、实验和三维有限元分析相结合的方法，得到轴向拉伸载荷作用下多层非粘结海洋柔性管的应力特征，在此基础上对其极限抗拉性能实现快速评价，具体步骤如下：

1)利用内径表、盘型千分尺、测厚仪、影像测量仪的专用测量工具，测定多层非粘结海洋柔性管的结构参数；

2)利用MTS万能试验机、密度测量仪的专用材料试验设备和方法，实验确定多层非粘结海洋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海洋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海洋柔性管进行网格划分，建立多层非粘结海洋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；

5)对模型施加工作载荷和边界条件，利用ABAQUS对多层非粘结海洋柔性管进行计算分析，得到多层非粘结海洋柔性管的von Mises应力分布云图；

6)分析多层非粘结海洋柔性管各功能层von Mises应力峰值及分布状态，以材料屈服强度为依据，分别计算各功能层安全系数：

Si=σkσsi]]>

式中，S_i为第i功能层的安全系数，σ_i为第i功能层的von Mises应力峰值，σ_si为第i功能层所用材料的屈服强度；取各功能层安全系数的最小值，得到多层非粘结海洋柔性管的安全系数，其中n为功能层层数：

S＝min{S_i},i＝1～n

7)逐步施加轴向拉力，多层非粘结海洋柔性管的抗拉安全系数随着轴向拉力的增大而减小，当抗拉安全系数减小至1时，得到多层非粘结海洋柔性管的极限拉伸载荷，实现多层非粘结海洋柔性管极限抗拉性能的快速评价。

2.根据权利要求1所述的一种多层非粘结海洋柔性管极限抗拉性能快速评价方法，其特征在于，所述的多层非粘结海洋柔性管为任何一种目前使用的非粘结海洋柔性管。

3.根据权利要求1所述的一种多层非粘结海洋柔性管极限抗拉性能快速评价方法，其特征在于，所述步骤1)中的多层非粘结海洋柔性管的结构参数是指柔性管的内径、外径；各功能层的厚度，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；抗压铠装层和抗拉铠装层钢带的宽度、缠绕角度。

4.根据权利要求1所述的一种多层非粘结海洋柔性管极限抗拉性能快速评价方法，其特征在于，所述步骤2)中的多层非粘结海洋柔性管各功能层所用材料的力学参数是指各功能层的密度、弹性模量、泊松比、屈服强度、强度极限。