海洋工程装备与技术

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海洋柔性管道抗拉铠装钢丝加工残余应力分析研究

  

  1. (1.大连理工大学海洋科学与技术学院,盘锦124221;2.大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室,大连 116023)
  • 发布日期:2020-04-26

Study on residual stress for tensile armor wires of marine flexible pipeline during winding forming process

  1. (1.Dalian University ofTechnology, Panjin 12422l, China ;2. Dalian University of Technology, Dalian 116023, China)
  • Published:2020-04-26

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摘要： 海洋柔性管道抗拉铠装钢丝加工过程中需保证缠绕紧密同时降低加工残余应力，以确保其优良的抗拉力学性能。本文基于弹性假设并忽略设备间摩擦等因素，建立了抗拉铠装钢丝缠绕成型过程的力学模型，量化了关键参数缠绕张力、角度及半径等与钢丝截面内力的关系，基于此模型提出加工后钢丝截面残余应力的预测方法。同时通过ABAQUS软件模拟了钢丝缠绕的过程，结果表明残余应力理论预测值与数值模拟结果误差不超过4.38%,验证了理论模型的正确性。最后提出了钢丝缠绕紧密的标准，根据此标准得到不同管道尺寸下使钢丝缠绕紧密且残余应力最小的最优缠绕张力，为海洋柔性管道加工工艺及残余应力预测提供有益参考。