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一种海洋非粘接柔性管道双向扭转刚度解析预测方法
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作者 吴尚华 申卓远 +2 位作者 杨志勋 尹原超 刘俊裕 《船舶力学》 北大核心 2025年第9期1444-1453,共10页
依据非粘接柔性管道铠装钢丝螺旋缠绕的结构特点,考虑扭转过程中钢丝的径向收缩和膨胀现象,推导了一种正扭和反扭扭转方向下的管道扭转刚度解析模型,并以某典型非粘接柔性管道为实例进行双向扭转刚度分析,计算结果显示,解析模型与现有... 依据非粘接柔性管道铠装钢丝螺旋缠绕的结构特点,考虑扭转过程中钢丝的径向收缩和膨胀现象,推导了一种正扭和反扭扭转方向下的管道扭转刚度解析模型,并以某典型非粘接柔性管道为实例进行双向扭转刚度分析,计算结果显示,解析模型与现有数值模型结果吻合良好,正扭时误差为3.5%,反扭时误差为4.6%。本研究结论可以为柔性管道扭转性能设计分析提供有益参考。 展开更多
关键词 柔性管道 扭转刚度 径向膨胀 径向收缩 解析模型
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径向旋转钻孔技术研究与应用
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作者 刘平全 黄生松 +5 位作者 张富强 施连海 白冬青 徐涛 韩龙 张帆 《钻采工艺》 北大核心 2025年第2期157-163,共7页
为解决油水井近井污染,研发了水力喷射径向钻孔技术,采用高压水射流破岩机理,从井筒向储层钻出长达100 m的生产流道,在松软地层中应用效果显著,但不适用于硬地层,破岩难度大。针对这种情况,研究了一种适用于硬地层的径向旋转钻孔技术。... 为解决油水井近井污染,研发了水力喷射径向钻孔技术,采用高压水射流破岩机理,从井筒向储层钻出长达100 m的生产流道,在松软地层中应用效果显著,但不适用于硬地层,破岩难度大。针对这种情况,研究了一种适用于硬地层的径向旋转钻孔技术。通过地面水压驱动,井下螺杆马达产生扭矩,液力加压器形成钻压,万向节沿转向器垂直到水平90°转向,铣刀切削套管,进行开孔。试验表明,开孔失败集中在铣刀突破套管瞬间,万向节断裂。通过设计一种台阶式铣刀,降低了开孔扭矩,解决了此问题。进一步下入旋转钻进工具,柔性钻杆和微型钻头穿过套管窗口、旋转钻入地层,形成泄流孔道。现场应用证明,该技术可以在砂岩、辉绿岩、白云岩等硬地层钻出6~15 m的孔道,增产效果明显。 展开更多
关键词 径向旋转钻孔 水力喷射 柔性钻杆 微型钻头
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内压作用下耐磨胶带层对非黏结柔管扭转特性的影响
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作者 罗春苗 付世晓 +2 位作者 张萌萌 陈鲲鹏 崔晓轩 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第1期121-130,共10页
非黏结柔管在海洋油气田的开发中得到广泛应用,其扭转平衡是保证作业期间结构安全的重要原则,然而现有分析理论简化假设较多,导致仍有非黏结柔管设计出现扭转不平衡现象.为了提高扭转模拟的准确性,不影响管道实际使用,本文聚焦现有设计... 非黏结柔管在海洋油气田的开发中得到广泛应用,其扭转平衡是保证作业期间结构安全的重要原则,然而现有分析理论简化假设较多,导致仍有非黏结柔管设计出现扭转不平衡现象.为了提高扭转模拟的准确性,不影响管道实际使用,本文聚焦现有设计分析中所忽视的螺旋铠装内外侧耐磨胶带,基于理论推导,建立耐磨胶带层扭转刚度及弹性模量修正算法,结合有限元模型,探究胶带层叠压对于非黏结柔管整体扭转的影响.结果显示,采用经过修正的胶带层弹性模量所得管道扭转结果更接近实测结果,对实际工程应用具有一定的指导意义.进一步研究发现,非黏结软管的整体扭转角与耐磨胶带的宽度正相关,与耐磨胶带的铺设角负相关,而随着叠压率增加,管道扭转角减小. 展开更多
关键词 非黏结柔性管 耐磨胶带 扭转平衡 修正弹性模量 敏感性分析
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褥垫层作用下预应力高强混凝土能量桩热力响应特性现场试验
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作者 常洪林 孔纲强 +2 位作者 王福慧 王成龙 周杨 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1240-1251,共12页
能量桩是一种兼具承载与换热功能于一体的建筑节能新技术,然而,既有研究主要围绕能量桩桩顶处于自由无约束状态或者桩基-承台/筏板等刚性约束状态,对于柔性约束状态下能量桩的热力响应机制尚不清楚,尤其是能量桩桩基复合地基的作用机制... 能量桩是一种兼具承载与换热功能于一体的建筑节能新技术,然而,既有研究主要围绕能量桩桩顶处于自由无约束状态或者桩基-承台/筏板等刚性约束状态,对于柔性约束状态下能量桩的热力响应机制尚不清楚,尤其是能量桩桩基复合地基的作用机制知之甚少。依托河南平舆坝道工程医院超低能耗绿色建筑项目,开展褥垫层对预应力高强混凝土(prestressed high-strength concrete,PHC)能量桩热力响应特性影响的现场试验;实测温度和荷载联合作用下桩身温度及应变的发展规律,初步探讨了约束应力、热致侧摩阻力、轴向位移、桩-土应力比、邻桩响应特性等演化规律。研究结果表明:试验条件下,褥垫层影响下桩顶处(0.133L)的约束度约为65%;加热96h后,距桩顶0.133L~0.333L处表现较小的负摩阻力,桩顶处(0.133L)产生的最大向上轴向位移约为桩径的0.14%;加热120 h后,距桩顶0.333L处的桩-土应力比增长了近3倍。 展开更多
关键词 PHC管桩 能量桩 褥垫层 柔性约束 热力响应特性
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含缺陷非粘结柔性软管抗拉铠装层轴向压缩力学性能研究 被引量:1
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作者 陈严飞 向涛 +5 位作者 何明畅 刘宇 刘瑞昊 钟榕锋 王鑫 江楠 《船舶力学》 北大核心 2025年第4期645-655,共11页
非粘结柔性软管作为海洋油气田与海上平台连接的重要枢纽,在海洋生产中起着至关重要的作用。抗拉铠装层作为柔性软管的主要承载部件之一,一旦出现失效将对管道系统的完整性产生威胁。因此,明确各类缺陷对抗拉铠装层力学性能的影响机理,... 非粘结柔性软管作为海洋油气田与海上平台连接的重要枢纽,在海洋生产中起着至关重要的作用。抗拉铠装层作为柔性软管的主要承载部件之一,一旦出现失效将对管道系统的完整性产生威胁。因此,明确各类缺陷对抗拉铠装层力学性能的影响机理,并研究抗拉铠装层力学行为规律具有重要的理论意义和工程实用价值。本文采用数值模拟方法,研究含缺陷非粘结柔性软管抗拉铠装层的轴向压缩性能,建立五层非粘结柔性软管轴向压缩有限元模型,分别研究非金属层缺陷尺寸、层间摩擦系数和钢带断裂三种因素对柔性软管轴向压缩刚度和临界屈曲载荷的影响规律。研究结果表明,环空含水率上升引发的摩擦系数减小会显著降低临界屈曲载荷,非金属层缺陷和钢带断裂会显著降低轴向压缩刚度和临界屈曲载荷,因此,在工程中应重点关注环空含水率和各层结构完整性。上述结果可为柔性软管设计和完整性管理提供一定参考。 展开更多
关键词 非粘结柔性软管 失效 抗拉铠装层 屈曲 断裂 缺陷
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基于深度学习的柔性管损伤识别创新实验教学设计
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作者 包兴先 郝颖奎 +1 位作者 王骏峰 刘猛 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第8期144-149,160,共7页
设计开发了基于深度学习的海洋复合材料柔性管损伤识别创新实验,以“深度学习驱动的柔性管损伤识别”为核心特色。与传统验证性实验不同,学生需在教学实验的基础上自主设计深度学习模型结构、优化超参数、并探索信号预处理方法对模型性... 设计开发了基于深度学习的海洋复合材料柔性管损伤识别创新实验,以“深度学习驱动的柔性管损伤识别”为核心特色。与传统验证性实验不同,学生需在教学实验的基础上自主设计深度学习模型结构、优化超参数、并探索信号预处理方法对模型性能的影响。教学实践表明:采用VMD优化的深度学习模型使柔性管损伤识别误差最高降低至1.73%,显著改善了损伤程度的识别效果;85%的学生能够准确指出“传感器布局对特征提取具有关键影响”,并成功开发出“VMD+CNN-Transformer”混合模型,使多损伤工况识别准确率达到99.2%。通过实验,不仅让学生掌握深度学习在海洋工程中的实际应用,更培养其从问题定义到模型部署的完整创新能力,为海洋工程复合型人才培养提供了参考。 展开更多
关键词 深度学习 损伤识别 柔性管 创新实验 海洋工程
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基于共旋坐标法的海洋柔性管缆动力学分析
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作者 孙晓旭 柯旺 赵岩 《计算力学学报》 北大核心 2025年第1期37-43,共7页
海洋柔性结构的运动往往随着开采深度和离岸距离的增加而不断增大,这种大幅度的往复运动使得结构危险点极易发生疲劳损伤,显著增加了失效的风险。本文考虑海洋柔性管缆大位移、大旋转和小应变的几何非线性,基于共旋坐标法开展了结构动... 海洋柔性结构的运动往往随着开采深度和离岸距离的增加而不断增大,这种大幅度的往复运动使得结构危险点极易发生疲劳损伤,显著增加了失效的风险。本文考虑海洋柔性管缆大位移、大旋转和小应变的几何非线性,基于共旋坐标法开展了结构动力学分析。首先,基于共旋坐标法建立了柔性管缆的基本运动方程;其次,根据Morison方程计算水动力效应得到海洋柔性管缆的运动方程,并应用Newton-Raphson法结合HHT法进行求解;最后,在数值算例中将本文方法与商业软件分析结果进行对比,表明本文提出的方法能够有效用于海洋柔性管缆的非线性动力学分析。 展开更多
关键词 海洋柔性管缆 非线性动力分析 共旋坐标法 Morison方程 随机波浪载荷
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漂浮式柔性管流致振动响应特性试验研究
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作者 师圣煜 任浩杰 +5 位作者 张鹏 胡滕艳 任浩 张萌萌 程顺钊 李航 《中国海上油气》 北大核心 2025年第4期221-230,共10页
漂浮式柔性管作为海洋工程领域常见的结构物,受自由表面等非线性因素的影响,流致振动力学特性十分复杂。为揭示其流致振动响应特征,开展了系列漂浮式半浸没柔性管拖曳水池模型试验。基于分布式光纤光栅测量技术,获取了柔性管多点动态应... 漂浮式柔性管作为海洋工程领域常见的结构物,受自由表面等非线性因素的影响,流致振动力学特性十分复杂。为揭示其流致振动响应特征,开展了系列漂浮式半浸没柔性管拖曳水池模型试验。基于分布式光纤光栅测量技术,获取了柔性管多点动态应变响应,采用模态分析法重构获取了柔性管流致振动位移响应,系统观测了漂浮式柔性管流致振动的幅值特性、主导频率、时频特性。结果表明:漂浮式柔性管满溢状态可分为非满溢、间歇性满溢和连续性满溢3种,三者之间临界傅汝德数为0.91和1.92;间歇性满溢区流致振动响应较为稳定显著,横流向平均向下位移响应较大,最大平均位移达0.87D;顺流向流致振动较为剧烈,最大响应幅值达0.55D;在间歇性满溢和连续性满溢状态时,漂浮式柔性管在两方向主导频率呈一倍频关系。本研究揭示了漂浮式柔性管的流致振动响应特性,为未来漂浮式柔性管的设计及运维提供了理论参考。 展开更多
关键词 漂浮式柔性管 水池模型试验 满溢状态 傅汝德数 流致振动 位移响应
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柔性复合管多维交叉分类体系与工程应用研究进展
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作者 李青 范欢 +1 位作者 徐含 李瑞盈 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第8期148-156,共9页
柔性复合管作为传统金属管道的替代品,凭借其轻量化、耐腐蚀和高柔性等优势,在深海油气开发和氢能输送等领域备受关注。本文在多维交叉视角下,聚焦于柔性复合管的材料、结构以及功能各维度,深入剖析三者协同机制,旨在为相关领域的科研... 柔性复合管作为传统金属管道的替代品,凭借其轻量化、耐腐蚀和高柔性等优势,在深海油气开发和氢能输送等领域备受关注。本文在多维交叉视角下,聚焦于柔性复合管的材料、结构以及功能各维度,深入剖析三者协同机制,旨在为相关领域的科研与实践提供系统性的参考。通过梳理近年来国内外在柔性复合管方面的研究动态,详细阐述柔性复合管从分类体系到实际工程应用这一过程的研究进展,同时对其面临挑战与发展方向做出展望,以助力能源、化工等行业基础设施建设的持续优化升级。 展开更多
关键词 柔性复合管 增强热塑性复合管 分类体系 复合材料
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高柔性高温烟气管道振动模拟及优化设计
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作者 王为伟 祁艳军 杨燕 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第1期83-88,共6页
焚烧环保装置中高温烟气管道为了适应设备及管道本身的热膨胀,一般需要增设膨胀节和弹簧架从而使其刚度较低、柔性较高。有时会因后端流程中的引风机的压力脉动而发生管内压力波动,从而诱发管道振动。剧烈的管道振动会对管道产生破坏,... 焚烧环保装置中高温烟气管道为了适应设备及管道本身的热膨胀,一般需要增设膨胀节和弹簧架从而使其刚度较低、柔性较高。有时会因后端流程中的引风机的压力脉动而发生管内压力波动,从而诱发管道振动。剧烈的管道振动会对管道产生破坏,造成严重的安全事故,因此需要对该类型管道进行振动分析,并找到合理的办法降低振动。文章针对某焚烧项目中烟气管道振动现象,进行了理论分析并结合CAESARⅡ、FLUENT、ANSYS软件进行了模拟计算,找出了用于高温烟气管道振动分析的数值模拟方法及减弱该管道振动的处理方法。 展开更多
关键词 高柔性 高温烟气 管道振动
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地基土体错动变形下柔性管道接头力学行为的试验与理论研究
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作者 周敏 兰海涛 倪芃芃 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第9期1825-1833,共9页
埋地柔性管道的承载能力与周围土体对其的支撑作用密切相关,管-土间的相互作用力对管道的稳定运行至关重要,而一旦地基土体发生错动变形,柔性管道在接头位置处容易因不均匀支撑而发生转角破坏。通过室内模型试验,探究了柔性管道接头在... 埋地柔性管道的承载能力与周围土体对其的支撑作用密切相关,管-土间的相互作用力对管道的稳定运行至关重要,而一旦地基土体发生错动变形,柔性管道在接头位置处容易因不均匀支撑而发生转角破坏。通过室内模型试验,探究了柔性管道接头在地基土体错动变形下的力学行为。基于Winkler弹性地基梁理论,分别针对于力矩完全释放接头、力矩部分传递接头和力矩完全传递接头,提出了柔性管道接头转角的理论计算公式,并利用模型试验数据对所提出的公式进行了分析验证。研究发现,柔性管道接头的受力变形与地基土体错动变形量密切相关,相较于力矩完全释放接头公式,采用力矩部分传递接头公式能更准确地计算管道接头在地基土体错动变形下的转角。当管道直径、埋深和填料内摩擦角增大时,管道接头所能容许的最大地基土体错动变形量随之减小,管道接头转角分别呈现出线性增长、对数增长以及指数增长的趋势。此外,随着地基错动变形量的增加,上述增长趋势均变得越来越显著。 展开更多
关键词 柔性管道接头 地基土体错动变形 模型试验 Winkler弹性地基梁理论 接头转角
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地震断层作用下承插式HDPE双壁波纹管道的易损性分析
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作者 朱斌 赵国东 +2 位作者 周敏 倪芃芃 闫雪峰 《世界地震工程》 北大核心 2025年第3期39-49,共11页
埋地柔性管道对于周围土体的变形非常敏感,在地震断层作用下极易发生变形破坏。现有理论和计算方法多针对于连续管道,而管道接头作为结构受力的薄弱环节,其在断层作用下的力学响应尚不明确。采用以模型试验为基础,有限元数值模拟和机器... 埋地柔性管道对于周围土体的变形非常敏感,在地震断层作用下极易发生变形破坏。现有理论和计算方法多针对于连续管道,而管道接头作为结构受力的薄弱环节,其在断层作用下的力学响应尚不明确。采用以模型试验为基础,有限元数值模拟和机器学习相结合的方法,对承插式HDPE双壁波纹管道接头在地震断层作用下的易损性进行研究。研究结果表明:深埋管道比浅埋管道更容易受到地震断层作用的影响,管道埋置越深,管道接头的失效概率越大;管道直径越大,其接头的失效概率也随之增大。当管道周围土体的摩擦角较大时,其接头在断层作用下更容易发生破坏。因此,减小管道直径、埋深和周围土体的内摩擦角有利于降低管道接头的失效概率。 展开更多
关键词 柔性管道接头 地震断层作用 易损性分析 模型试验 有限元数值模拟 机器学习
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层间摩擦系数对非黏结柔性管抗拉铠装层轴压屈曲失效模式的影响研究 被引量:1
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作者 马维林 田浩宇 +4 位作者 刘栋杰 孙大林 徐朋朋 王双 杨永春 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期60-68,共9页
在柔性管运输、铺设安装和服役过程中,由于其抗拉铠装层钢带为柔性细长螺旋结构,当外部载荷超过临界值时,抗拉铠装层钢带容易发生屈曲失效。考虑非线性材料、几何大变形、层间接触和摩擦等非线性效应的影响,运用ABAQUS有限元软件建立了6... 在柔性管运输、铺设安装和服役过程中,由于其抗拉铠装层钢带为柔性细长螺旋结构,当外部载荷超过临界值时,抗拉铠装层钢带容易发生屈曲失效。考虑非线性材料、几何大变形、层间接触和摩擦等非线性效应的影响,运用ABAQUS有限元软件建立了63.5mm典型非黏结柔性管8层完整结构模型,研究了在抗拉铠装层不同层间摩擦系数的情况下,非黏结柔性管在轴向压缩载荷作用下的力学性能和屈曲失效模式。研究结果表明,层间摩擦系数对非黏结柔性管的抗压刚度和抗拉铠装层屈曲失效模式有较大影响,层间摩擦系数以0.1和0.2为分界点,抗压刚度和屈曲失效模式均呈现出“三段式”变化规律。研究成果可为海洋非黏结柔性管的结构设计和屈曲失效评估提供技术参考。 展开更多
关键词 非黏结柔性管 抗拉铠装层 屈曲失效模式 轴向压缩载荷 层间摩擦系数
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均匀流作用下柔性悬垂管涡激振动响应特性试验研究 被引量:4
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作者 王靖 许玉旺 +3 位作者 任浩杰 付雪鹏 付世晓 张萌萌 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期1405-1419,共15页
温差能发电是近年海洋可再生能源研究的热点,悬垂取水管作为温差发电装置中提取深层冷海水的关键结构,其涡激振动响应特性尚不明确。本文开展了均匀流下悬垂管的涡激振动水池模型试验,利用光纤光栅应变传感器测量涡激振动应变响应,通过... 温差能发电是近年海洋可再生能源研究的热点,悬垂取水管作为温差发电装置中提取深层冷海水的关键结构,其涡激振动响应特性尚不明确。本文开展了均匀流下悬垂管的涡激振动水池模型试验,利用光纤光栅应变传感器测量涡激振动应变响应,通过模态分析法、小波变换等数据处理方法研究悬垂管的幅值和频率特征。分析试验结果发现:均匀流作用下,悬垂管的涡激振动位移响应最大幅值主要位于悬垂管底部;柔性悬挂立管IL(in-line)和CF(cross-flow)主导频率基本满足二倍频关系,但是在模态转换的流速工况下会出现IL和CF方向主导频率相同的现象,同时伴随着明显的“行波”、“多频响应”以及“时间共享”特征;处理得到背景洋流作用下悬垂管的CF和IL方向斯特哈尔数分别为0.15和0.30,略小于以往两端铰支柔性立管试验结果,该值将为悬垂输水管涡激振动预报研究提供参数输入。 展开更多
关键词 悬垂管 柔性立管 涡激振动 模型试验
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内压载荷下输氢复合柔性管力学性能研究 被引量:2
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作者 张吉祥 安晨 +2 位作者 邓海峰 张爱霞 张贝贝 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期119-134,共16页
中国氢能产业正随着碳中和愿景的不断推进而快速发展,由于氢气在钢管中容易引发“氢脆”现象,使用钢管输送氢气存在较大挑战,纤维增强复合柔性管作为一种非金属管道在氢气输送领域备受关注,其结构设计及强度分析是产业化应用的瓶颈。为... 中国氢能产业正随着碳中和愿景的不断推进而快速发展,由于氢气在钢管中容易引发“氢脆”现象,使用钢管输送氢气存在较大挑战,纤维增强复合柔性管作为一种非金属管道在氢气输送领域备受关注,其结构设计及强度分析是产业化应用的瓶颈。为探讨内压工况下输氢复合柔性管的结构响应,考虑不同层材料的各向同性及各向异性,基于三维各向异性弹性力学,建立了纤维增强输氢复合管道在内压作用下的力学理论模型,并采用数学方法求解管道位移微分方程,进而获得了N层缠绕增强层输氢复合管道在内压作用下的应力应变解析解,计算结果与内压作用下13层输氢复合柔性管的数值计算结果相符。管道的环向应力最大值出现在防渗透层,输氢软管的增强层承担约70%的载荷作用,径向应力绝对值大小随距离管道截面中心点的距离增大而减小。提出的力学行为分析模型及求解方法为设计输氢复合柔性管提供了重要的理论支撑。 展开更多
关键词 纤维增强 复合柔性管 输氢管道 内压载荷 理论分析
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气田注醇用柔性复合管服役性能 被引量:1
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作者 陈小飞 杨文 +4 位作者 骆登茂 丁晗 李厚补 王浩 张兆 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期126-132,共7页
采用涤纶纤维增强尼龙内衬的柔性复合管在气田高压注醇环境中得到大量应用,随着服役时间的增加,管线本体老化和接头失效频发。为明确该类柔性复合管在气田注醇环境应用后性能变化及其工况适应性,针对服役前后柔性复合管各功能层,开展了... 采用涤纶纤维增强尼龙内衬的柔性复合管在气田高压注醇环境中得到大量应用,随着服役时间的增加,管线本体老化和接头失效频发。为明确该类柔性复合管在气田注醇环境应用后性能变化及其工况适应性,针对服役前后柔性复合管各功能层,开展了形貌分析、理化性能分析及承压性能测试。结果表明,在高压注醇环境服役后复合管尼龙内衬层材料和涤纶纤维增强层材料外观发生了一定变化,外保护层龟裂。在甲醇介质作用下服役后的复合管尼龙内衬层材料初始热分解温度和熔融焓降低。甲醇介质经内衬层渗透进入柔性复合管夹层,聚酯纤维与醇类基团发生解聚反应,致使复合管服役后的纤维拉伸性能及在役管线爆破强度显著降低。管体爆破强度降低情况与纤维拉伸性能具有较好的一致性,且接头为薄弱部位。原有PA1212和PA66内衬材料不能长期适用于现场高压注醇工况环境,后期建议使用前针对内衬材料开展耐甲醇介质溶胀及渗透性能选材评价。 展开更多
关键词 尼龙 聚酯纤维 柔性复合管 气田 高压 注醇
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海洋纤维增强柔性管压溃失效特性研究及参数敏感性分析 被引量:2
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作者 卜嘉润 陈海龙 +2 位作者 刘文成 王树青 丁果林 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期69-82,共14页
以一种黏结型的纤维增强柔性管作为研究对象,基于ABAQUS建立纤维增强柔性管的实体单元模型。根据二维Hashin失效判据判断柔性管失效情况,充分考虑管道内外护套层塑性及纤维增强层复合材料渐进失效,建立纤维增强柔性管的压溃数值模型。... 以一种黏结型的纤维增强柔性管作为研究对象,基于ABAQUS建立纤维增强柔性管的实体单元模型。根据二维Hashin失效判据判断柔性管失效情况,充分考虑管道内外护套层塑性及纤维增强层复合材料渐进失效,建立纤维增强柔性管的压溃数值模型。将特征值法与弧长法相结合,计算得到了较为精准的纤维增强柔性管临界压溃压力及对应的外压—椭圆度曲线;并对影响柔性管临界压溃压力的几个敏感性参数如椭圆度、纤维缠绕角度、直线度进行分析。研究结果表明椭圆度和直线度偏差的增大及纤维缠绕角度的降低均会使柔性管的临界压溃压力下降,该结果对纤维增强柔性管的设计与使用均具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 纤维增强柔性管 压溃失效 Hashin失效 弧长法 临界压溃压力 缠绕角度 海洋油气
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弯管内可控万向铰接柔性管动力学特性研究
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作者 林志强 罗敏 +2 位作者 王晶 徐亭亭 李巧珍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期173-181,共9页
针对弯管内可控万向铰接柔性管随机动态接触问题,以弯管和可控铰接柔性管为研究对象,采用哈密顿原理结合多体系统动力学理论,引入刚体运动坐标系描述可控铰的运动约束,以管-管接触模型描述可控万向铰接管和弯管的动态接触,建立了弯管内... 针对弯管内可控万向铰接柔性管随机动态接触问题,以弯管和可控铰接柔性管为研究对象,采用哈密顿原理结合多体系统动力学理论,引入刚体运动坐标系描述可控铰的运动约束,以管-管接触模型描述可控万向铰接管和弯管的动态接触,建立了弯管内可控万向铰接柔性管多体系统接触非线性动力学的数值计算方法。以超短半径水平井造斜段柔性钻具为例,根据贝克休斯公司的钻具动力学特性标准,对柔性钻杆的振动特性进行了评价,研究了不同转速和不同钻压对柔性钻杆动力学特性的影响。研究结果表明:横向振动是导致柔性钻具可能失效的主要因素;柔性钻杆的横向振动剧烈程度随着转速的增加而减小,随着钻压的增加而增大。 展开更多
关键词 柔性管 哈密顿原理 多体系统动力学 可控万向铰 动态接触
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柔性挤出尼龙材料的制备及性能
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作者 马学彬 王乐阳 +3 位作者 冀文广 李振伟 潘如帅 付鹏 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期57-63,共7页
为了研究增塑剂N-丁基苯磺酰胺含量和尼龙树脂种类对长碳链尼龙材料性能的影响,采用熔融共混挤出改性的方法,以尼龙612(PA612)树脂为基材,制备了不同增塑剂含量的PA612材料;然后分别以尼龙610(PA610)、PA612、尼龙1012(PA1012)和尼龙12(... 为了研究增塑剂N-丁基苯磺酰胺含量和尼龙树脂种类对长碳链尼龙材料性能的影响,采用熔融共混挤出改性的方法,以尼龙612(PA612)树脂为基材,制备了不同增塑剂含量的PA612材料;然后分别以尼龙610(PA610)、PA612、尼龙1012(PA1012)和尼龙12(PA12)树脂为基材,将增塑剂质量分数固定为12.5%,制备了4种柔性挤出尼龙材料。测试了PA612材料的热性能和力学性能以及4种柔性挤出尼龙材料高温水解老化前后的性能。结果表明,随着增塑剂含量的增加,PA612材料的拉伸屈服强度、弯曲强度、弯曲模量、表面硬度和熔融温度均下降,而熔体流动速率、断裂伸长率和常温缺口冲击强度提高,低温缺口冲击强度基本保持不变;4种柔性挤出尼龙材料经过防冻液高温水解老化后,拉伸断裂强度、断裂伸长率、缺口冲击强度和质量呈现减少趋势,弯曲强度和弯曲模量总体上表现为增大趋势,PA1012和PA12材料的耐高温水解性能优于PA610和PA612材料。 展开更多
关键词 长碳链尼龙 汽车管路 柔性 挤出 增塑剂 耐水解
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波-流联合作用下弹性管振动响应研究
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作者 王金诺 陈正寿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期128-139,共12页
由海流和波浪联合作用所引起的涡激振动是导致海洋立管等细长海洋结构物疲劳破坏的重要诱因,不过目前尚缺乏沿管轴向流致和波致振动特性分析的研究。采用流体体积法捕捉自由液面,建立数值波浪水池,基于双向流-固耦合技术开展了波-流联... 由海流和波浪联合作用所引起的涡激振动是导致海洋立管等细长海洋结构物疲劳破坏的重要诱因,不过目前尚缺乏沿管轴向流致和波致振动特性分析的研究。采用流体体积法捕捉自由液面,建立数值波浪水池,基于双向流-固耦合技术开展了波-流联合作用下弹性管的数值仿真,对比分析了波-流荷载对弹性管振动特性的影响。在波浪作用下,管振幅随KC数增加呈逐步增大趋势,顺流向与横流向的振动频率为波频倍数;波浪力集中作用在自由液面附近,使沿管轴向的时均流体力系数在不同管段范围呈现不同的分布特性。在波-流联合作用下,振幅随外流速的变化趋势与单独外流的振动响应相一致,振动位移较波浪作用下的情况更为规则;顺流向的振动频率仍由波频主导,横流向激发出一个主频和两个显著次频,且主、次频的差值为波频倍数。最后,对比了波浪、波-流联合作用下4个典型波浪位置处沿管轴向的尾流涡街模式,外流的参与加快了旋涡的泄放,同时也是控制泄涡发放类型的主导因素。 展开更多
关键词 弹性管 波-流联合作用 流-固耦合 水动力分析
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