基于Abaqus的卷管式铺管的卷管过程仿真作者：曹先凡 秦延龙 刘振纹 祁磊来源：《计算机辅助工程》2013年第05期 摘要： 卷管式铺管作业中绝大部分的焊接工作在陆地上完成，铺管速度快.该铺管方式是深海和超深海管道铺设的重要形式之一.卷管式铺管过程中，管道卷入卷筒时对张力有一定要求：张力较小，管道难以卷入；张力较大，管道有可能受到损害.采用Abaqus模拟管道卷入卷筒的过程，并分析管道张力对卷管的影响.分析结果对卷管式铺管的卷管过程具有参考价值. 关键词： 海洋管道； 卷管式铺管； 卷管； 张力； 数值模拟； Abaqus
中图分类号： TE973.1电力系统保护与控制；学生成绩管理系统论文 TB115.1文献标志码： B
引言
铺管船法是海洋油气管道铺设的主流方式之一，一般有S型、J型和卷管式铺管等3种方法[12]，其中，卷管式铺管方法铺管速度快，尤其在深海和超深海铺管，这个特点更为重要.银蒿
目前，世界上具有代表性的卷管式铺管船有：DEEP BLUE，DEEP ENERGY，EMERALD SEA，BOLD ENDURANCE，AGILE，SEVEN OCEAN和gotfragSKANDI NAVICA等.[1]
连续管绝大部分的焊接在陆地上完成，然后卷入卷筒，其中卷管的管道张力为一个重要参数，当张力较小时，连续管难以卷入；而张力太大时，可能会损坏管道，并需要更大动力.本文采用数值模拟方法研究张力对卷管的影响，为卷管式铺管的卷管过程提供参考.
1卷管分析的数值模型
管道卷入卷筒属于非线性问题，包括几何大变形、材料塑性和接触等3种.Abaqus提供3种非线性的模拟方法，本文利用Abaqus模拟该过程，令卷筒逆时针旋转一周作为卷管的代表性工况.
根据TECHNIP公司APACHE铺管船的参数选择数值模型，卷筒直径为16.5 m，轴向长度为50 m，壁厚为0.25 m，采用extrusion方式建立模型.选取体单元C3D8R离散卷筒，共2 600个单元，卷筒离散模型见图1.由于重点关注管道应力和应变状况，并且实际卷筒径
向采用支撑，因此变形很小.在模型中，令卷筒的弹性模量远大于X65钢的弹性模量，设为其港口法1 000倍，泊松比为0.3.
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