[发明专利]一种基于板壳理论的深海管道屈曲传播压力的计算方法

权利要求书

1.一种基于板壳理论的深海管道屈曲传播压力的计算方法，其特征在于，所述的屈曲传播压力的理论计算方法包括下列步骤：

S1、测量深海管道的几何参数，包括：深海管道的半径R、深海管道壁厚t；

S2、利用线性硬化弹塑性本构模型对深海管道材料的应力-应变曲线进行拟合，得到深海管道材料参数，包括：弹性模量E、泊松比μ、屈服极限σ_s、线性硬化模量E₁；

S3、计算该深海管道对应的屈服影响系数m_y、应变硬化系数m_h和薄膜拉伸因子n：

其中，λ用于表示数学计算表达式，薄膜拉伸因子n需要耦合迭代求解，计算方法如下：

基于板壳理论的深海管道后屈曲平衡路径用式(2)-(4)表达

其中是深海管道屈曲传播无量纲特征参数，所述的深海管道屈曲传播无量纲特征参数θ与薄膜拉伸因子n之间存在数量关系L是深海管道屈曲传递区的长度，所述的屈曲传递区是指当深海管道屈曲发展到内壁接触时从接触点到深海管道未变形位置的长度，表示深海管道的弯曲变形位移量，表示深海管道的后屈曲过程中的深菱形波形位移量，和是无量纲待定系数，是无量纲外压，从式(3)得出通过表达，将其代入式(2)得到表达的表达式，再将式(2)代入式(4)求解薄膜影响因子n，对于式(4)，给定管道的厚径比仍存在未知数θ和则若给定θ的值，必定解出值；根据圆柱壳体的几何特征和后屈曲过程的变形特点，最大值为0.6，此时深海管道被外压压溃成狗骨形，深海管道内壁刚好接触，后屈曲过程完成，屈曲传播开始；因此，当值达到0.6附近时，认为此时的n值即为该深海管道的特征薄膜拉伸因子；

S4、计算该深海管道的屈曲传播压力值p_p：

2.根据权利要求1所述的一种基于板壳理论的深海管道屈曲传播压力的计算方法，其特征在于，所述的线性硬化弹塑性本构模型如下：将连续的应力-应变关系曲线近似为两条直线，第一条直线代表线弹性变形性质，其斜率为弹性模量E，第二条直线代表硬化性质，其斜率为线性硬化模量E₁，当材料的屈服极限为σ_s时，应力σ与应变ε关系表示为：

当σ≤σ_s，

当σ≥σ_s，