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海底石油资源是海底能源的重要组成,目前我国正在加大力度进行海洋石油的开发,而海底输油管线是海洋石油开采工程的重要组成部分。海底输油软管是由不同功能层组合而成的新型复合管线,相对于传统的钢管外敷混凝土管线而言,软管具有耐腐蚀性、挠性以及安装方便等优点。在国外,这种复合软管已应用于石油开采等领域,但其价格较高。鉴于海底输油软管的优良特性,我国研制开发出价位相对合理的钢丝缠绕增强橡胶软管,其特性优于传统的钢质管线。出于对深海使用条件及海洋环境安全等方面的考虑,钢丝缠绕增强橡胶输油软管尚未投入使用,需要首先对其力学性能以及可靠性进行相关研究。本课题来源于辽宁省科技厅博士启动基金项目(L20101089),针对我国研制开发的海底输油软管,采用理论研究与数值模拟相结合的技术路线,对其在各种功能荷载作用下的静力响应以及力学性能进行相关研究,并提出以下结论。(1)增强层本构关系的研究是海底输油软管力学分析的基础。运用材料力学分析中回形模型预测管线增强层的弹性常数,通过坐标变换,提出了管线增强层在结构坐标系下的刚度矩阵；然后运用宏观复合材料力学探讨了软管截而内力与中性层应变之间的关系,从而提出软管内任意一点的应力应变关系。(2)采用壳shell63单元和link8,运用耦合和约束方程理论,在ANSYS平台上建立了钢丝缠绕增强橡胶软管的有限元模型。分析了缠绕角、橡胶层之间、管内存在状态对建模过程的影响。为软管在承受内压、横向荷载等单独作用和联合作用下的力学性能分析提供依据。(3)将ANSYS数值模拟结果与相关的软管静载试验数据进行了对比,验证ANSYS数值模拟的正确性和合理性,然后在ANSYS数值模型基础上,通过改变软管钢丝缠绕角、内压、均布横向荷载以及输油软管的悬跨长度测定软管的力学性能,输油软管在内压的作用下,随着内压的增加,管线的最大Misrs应力程线性增加,说明内压对管线的力学性能影响显著。当管线悬跨长度在6m以内时,可不考虑软管弯曲所造成的轴向拉伸变形,此时可将内压、横向荷载联合作用下的软管简化为无限长软管的平面应变问题求解。