弯曲及拉伸荷载作用下的钢管抗压溃性能研究

来源：计算力学学报杂志2020年第4期北京时间：

作者：陈国龙,冯春健,李涛,卢青针,崔樱华

单位：中石化石油工程设计有限公司, 山东 257026,中石化石油工程设计有限公司, 山东 257026,大连理工大学 海洋科学与技术学院, 盘锦 124000,大连理工大学 海洋科学与技术学院, 盘锦 124000,大连理工大学 海洋科学与技术学院, 盘锦 124000

摘要：钢管在海洋油气资源开发中应用广泛，一般依据在位应用时的荷载进行设计，设计理论较为成熟。但在某些安装工况中的拉伸和弯曲荷载与在位荷载具有相同的量级，此时钢管的设计需要考虑安装荷载的影响。本文针对钢管在承受拉伸和弯曲荷载下的抗外压压溃性能开展研究。基于商业软件ABAQUS建立有限元模型，开展钢管压溃实验与带有弯曲荷载下的钢管压溃实验验证有限元模型的正确性，进而利用验证后的数值模型讨论拉伸、弯曲荷载和两者联合作用下对管道抗外压压溃性能的影响。结果表明，弯曲荷载是影响抗压溃性能的重要因素，弯曲荷载的增加都会使极限压溃值显著下降。管道所受拉伸荷载对抗压溃性能有一定的影响，但影响很小，在两者共同作用下极限压溃值随弯曲荷载的增加都出现先增大后减小的现象，而且极值的位置与拉伸荷载的大小和弯曲荷载有关。因此，在抗压溃设计中应重点考虑弯曲荷载对压溃的影响，可忽略拉伸荷载的影响。本文可为海洋管道的安装起到指导作用。

关键词：海洋管道,压溃分析,数值模拟,弯曲荷载,拉伸荷载,

基金资助：中深水海底管道结构设计关键技术研究（SG17-65X）资助项目.