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柔性软管计算分析

作者：里格发表时间：2021-09-06 浏览量：

1、局部分析

一般使用内部制定软件程序、传统计算公式和三维有限元进行弯曲限制器设计计算。内部计算软件为“RESTRICTOR”，BOE计算软件为“ORCABEND”。弯曲限制器设计的主要输入条件：①载荷（弯矩和和剪切强度）；②复合软管的外径和小弯曲半径；③覆盖的长度，应明确覆盖的角度或在复合软管操作弯曲半径下覆盖的长度；④安装时低和高空气温度，在位工况下低和高海水温度等。

2、整体分析

弯曲限制器整体分析应包括弯曲限制器的质量、外径和锁定半径的分析。复合软管系统整体分析需要确定弯曲半径不小于操作弯曲半径、复合软管发生过度弯曲的长度（即弯曲限制器需要覆盖的长度）、弯曲限制器的弯矩和剪切强度。在动态应用中，需要考虑弯曲限制器的疲劳分析，或者考虑使用弯曲加强器代替弯曲限制器。

制造加工工艺与原型测试

聚合物弯曲限制器单元的制造加工工艺：①模具的准备；②在模具上涂脱模剂；③将模具置于烘箱内，使温度均匀；④聚合物材料的混合；⑤将聚合物材料注射到模具中；⑥固化并冷却；⑦放入保温箱中进行后固化；⑧加工螺栓孔。金属弯曲限制器元件可由标准管道进行机械加工，在管道端部焊接法兰制成。接口结构是一个复杂的构件，根据具体项目进行设计加工，其通常由金属结构件加工而成，通过螺栓进行连接，金属结构件上焊接筋板，以增强结构强度。接口结构制造过程中的重要步骤是焊接的探伤。

弯曲限制器的原型测试需考虑其设计载荷、材料、加工工艺、复合软管的内、外径及弯曲限制器元件的大外径，包括：①使用载荷测试，目的是弯曲限制器能承受设计载荷；②破坏性测试，目的是确定弯曲限制器的疲劳载荷，对设计进行验证。针对海洋复合软管弯曲限制器所受功能载荷及结构载何的特点，分别对弯曲限制器基本原理、材料选择、结构设计、制造加工工艺及测试进行了分析。研究成果对国内弯曲限制器的自主，实现弯曲限制器设计与制造的国产化具有参考意义。