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海洋动态缆的截面布局及数值模拟研究

发布时间:2019-05-08 21:03
【摘要】:脐带缆是海洋动态缆的主要类型,通常由不同功能的单元组装而成,外层一般由铠装钢丝螺旋缠绕和聚合物护套组成。脐带缆在敷设安装和在位运行时,受到拉伸荷载作用,外层铠装钢丝由于其螺旋缠绕特点,会将拉伸荷载转化成径向压力作用到脐带缆内芯上,使脐带缆截面产生应力和变形,所以径向压力是截面布局设计的重要参数。本文推导了脐带缆在轴向拉力作用下对内芯产生的径向压力P,同时基于截面布局多边形的概念,可以绘制多边形图,由图能直观的反映截面的承载能力和各单元受力均匀情况。最后以一个包含不同单元的脐带缆为例,运用ANSYS有限元软件,进行了不同截面布局的建模计算和分析,考虑了单元间的接触和摩擦,给出了数值分析结果,通过对径向荷载作用下截面变形和单元最大受力的比较分析,结合截面布局多边形图,确定了合理布局方案。对脐带缆截面布局设计有重要指导意义。
[Abstract]:Umbilical cord cable is the main type of marine dynamic cable, which is usually assembled by different functional units. The outer layer is usually composed of armored wire spiral winding and polymer sheath. When the umbilical cable is laid, installed and operated in place, it is subjected to tensile load. Because of its spiral winding characteristics, the outer armored steel wire will transform the tensile load into radial pressure and act on the inner core of the umbilical cable, so that the section of the umbilical cable will produce stress and deformation. Therefore, radial pressure is an important parameter of section layout design. In this paper, the radial pressure P of the inner core caused by the cord cable under axial tension is deduced, and the polygonal graph can be drawn based on the concept of section layout polygon. The graph can directly reflect the bearing capacity of the cross-section and the uniform force of each element. Finally, taking an umbilical cord cable containing different elements as an example, the modeling calculation and analysis of different cross-section layouts are carried out by using ANSYS finite element software. The contact and friction between the elements are considered, and the numerical results are given. Based on the comparative analysis of the section deformation and the maximum force of the element under the radial load, the rational layout scheme is determined by combining the polygraph of the section layout. It has important guiding significance to the layout design of umbilical cord cable cross section.
【作者单位】: 中国海洋大学工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51279187) 山东省科技重大专项项目(2015ZDZX04003)资助~~
【分类号】:P742

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本文编号:2472220

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