[发明专利]一种复合柔性管截面的设计方法

权利要求书

1.一种复合柔性管截面的设计方法，包括以下步骤：1)根据柔性管的设计目标，获取柔性管的几何尺寸和材料参数；其特征在于，

2)根据柔性管运行环境及材料的力学属性，及设计规范的规定，确定柔性管的设计荷载和失效准则；

3)建立柔性管的有限元模型和整体分析模型，并验证有效性；

4)分析柔性管增强层纤维交替缠绕角度、外保护层材料、内衬层厚度与外保护层厚度，确定柔性管的基础设计参数；

5)初步截面设计，在单一内压、外压荷载作用下进行柔性管初步截面设计；

6)单一设计拉伸荷载，用初始截面纤维层数建立柔性管整体分析模型，分别进行静力分析和动力分析，获得有效张力、曲率、弯矩数据；结合设计规范计算柔性管的单一设计拉伸荷载；

7)柔性管强度校核，柔性管曲率校核，柔性管疲劳寿命校核；柔性管截面设计完成。

2.根据权利要求1所述复合柔性管截面的设计方法，其特征在于，第5步骤，确定柔性管截面满足两种设计荷载的增强层纤维层数，使柔性管通过强度校核、弯曲校核和疲劳寿命校核，计算初始截面纤维层数。

3.根据权利要求1所述复合柔性管截面的设计方法，其特征在于，第7步骤，柔性管强度校核，对柔性管施加组合荷载，分析其应力应变结果；若应力应变结果超出失效标准，则柔性管失效，重新选取初始截面纤维层数进行分析，直至截面纤维层数使柔性管通过强度校核。

4.根据权利要求1所述复合柔性管截面的设计方法，其特征在于，第7步骤，柔性管曲率校核，对柔性管施加弯矩计算曲率，并与整体分析中得到的容许曲率进行比较；若曲率大于容许曲率，则更换柔性管材料。

5.根据权利要求1所述复合柔性管截面的设计方法，其特征在于，第7步骤，柔性管疲劳寿命校核，对柔性管施加疲劳载荷计算疲劳寿命；若柔性管疲劳寿命不满足设计要求，则重新选取初始截面层数，直至截面纤维层数使得柔性管能通过强度校核、弯曲校核和疲劳寿命校核；若截面纤维层数使柔性管通过所有校核，则以其为最终截面纤维层数。