海洋柔性管(精)/深遠海工程裝備與高技術叢書

作者：白勇//邵強強|責編:陳晏平//李艷//趙寶祥
出版社：上海科技
ISBN：9787547846018

出版日期：2020/07/01
裝幀：精裝
頁數：407

人民幣：RMB 220 元售價：元

內容大鋼

在不同服役條件下，鋼帶增強柔性管、非粘結柔性管及玻纖增強柔性管都有其各自的特點及優勢。本書主要分為三個篇章：第1篇著重介紹了鋼帶增強柔性管，分別研究了鋼帶增強柔性管抗壓潰能力、抗扭轉能力、抗彎曲能力、爆破壓力、拉伸性能，帶有扣壓式接頭鋼帶管應力集中效應，鋼帶增強柔性管接頭密封性能、可靠性安全係數。第2篇主要論述了非粘結柔性管，分別介紹了非粘結柔性管受限外壓穩定理論、受限壓潰數值、受限壓潰試驗，不同水深下非粘結柔性管結構設計，不同內徑下高壓非粘結柔性管結構設計，非粘結柔性管拉伸性能，新型柔性管截面設計及柔性管纏管分析。第3篇介紹了玻纖增強柔性管，分別論述了玻纖增強柔性管抗內壓強度、抗拉強度、抗外壓強度、抗扭轉能力、最小彎曲半徑及截面設計。
本書結合嚴謹的理論研究和原創性的試驗驗證，可為管道工程師在設計、分析柔性管時提供有益參考。

作者介紹

白勇//邵強強|責編:陳晏平//李艷//趙寶祥

第1章  海洋柔性管概述
  1.1  柔性管分類和特點
  1.2  柔性管典型結構
    1.2.1  鋼帶增強柔性管典型結構
    1.2.2  非粘結管典型結構
    1.2.3  玻纖增強柔性管典型結構
  1.3  柔性管結構分析現狀
  參考文獻
第1篇  鋼帶增強柔性管
  第2章  鋼帶增強柔性管抗壓潰能力
    2.1  試驗研究
      2.1.1  管道材料性質
      2.1.2  壓潰試驗
      2.1.3  試驗結果
    2.2  有限元數值模擬
      2.2.1  網格及接觸面
      2.2.2  荷載及邊界條件
      2.2.3  結果討論
    2.3  壓潰壓力簡化估算公式
    2.4  參數分析
      2.4.1  初始缺陷影響
      2.4.2  幾何構型影響
      2.4.3  摩擦係數影響
    2.5  本章小結
    參考文獻
  第3章  鋼帶增強柔性管抗扭轉能力
    3.1  試驗研究
      3.1.1  試驗設備和試件製作
      3.1.2  試驗步驟和試驗結果
    3.2  整管試驗
      3.2.1  試驗設備和樣管製作
      3.2.2  試驗步驟和試驗結果
    3.3  純扭轉有限元模擬
      3.3.1  材料性能
      3.3.2  幾何構造
      3.3.3  坐標系和荷載步
      3.3.4  網格劃分和接觸定義
      3.3.5  荷載和邊界條件
      3.3.6  結果討論
      3.3.7  HDPE層力學分析
      3.3.8  鋼帶層力學分析
    3.4  參數分析
      3.4.1  軸向約束影響
      3.4.2  鋼帶布置影響
      3.4.3  摩擦係數影響
      3.4.4  軸向荷載影響
    3.5  本章小結
    參考文獻
  第4章  鋼帶增強柔性管抗彎曲能力
    4.1  有限元分析

      4.1.1  模型和材料特性
      4.1.2  載荷和邊界條件
      4.1.3  分析結果
    4.2  力學特性研究和討論
      4.2.1  聚乙烯內管道層
      4.2.2  聚乙烯外管道層
      4.2.3  鋼帶層
    4.3  本章小結
    參考文獻
  第5章  鋼帶增強柔性管爆破壓力
    5.1  試驗研究
    5.2  理論模型與有限元模型
    5.3  有限元分析與討論
      5.3.1  爆破壓力對比
      5.3.2  增強層中應力分析
      5.3.3  內外層HDPE應力分析
    5.4  參數分析
      5.4.1  徑厚比
      5.4.2  摩擦係數
      5.4.3  增強層厚度
      5.4.4  增強層纏繞角度
    5.5  本章小結
    參考文獻
  第6章  鋼帶增強柔性管拉伸性能
    6.1  試驗研究
      6.1.1  試驗步驟
      6.1.2  試驗結果分析
    6.2  有限元數值模擬
      6.2.1  單元及接觸條件
      6.2.2  荷載及邊界條件
      6.2.3  材料參數輸入
      6.2.4  試驗及有限元結果對比
    6.3  理論模型
      6.3.1  基本假設
      6.3.2  鋼帶層力學模型
      6.3.3  內外層PE力學模型
      6.3.4  軸對稱力學模型
    6.4  結果討論
      6.4.1  有限元模型建立
      6.4.2  C1模型對比分析
      6.4.3  C2模型對比分析
      6.4.4  C3模型對比分析
    6.5  本章小結
    參考文獻
  第7章  內壓荷載下帶有扣壓式接頭的管道應力集中效應
    7.1  材料簡化模型
      7.1.1  材料特性分析
      7.1.2  材料應力應變關係
      7.1.3  邊界條件
      7.1.4  數值迭代模型

    7.2  管道/接頭理論模型
      7.2.1  層間擠壓力計算模型
      7.2.2  管壁位移應變關係
    7.3  實例分析
      7.3.12  英寸四層增強層鋼帶管
      7.3.22  英寸六層增強層鋼帶管
    7.4  參數分析
      7.4.1  徑厚比
      7.4.2  增強層纏繞角
      7.4.3  增強層厚度
    7.5  本章小結
    參考文獻
  第8章  螺栓法蘭式接頭密封性能
    8.1  密封結構形式
    8.2  密封圈應力分析
    8.3  接觸壓力分析
    8.4  密封圈結構優化設計
    8.5  工作狀態下密封性能分析
      8.5.1  內壓荷載下密封性能分析
      8.5.2  外壓荷載下密封性能分析
    8.6  本章小結
    參考文獻
  第9章  鋼帶增強柔性管可靠性安全係數
    9.1  安全係數計算過程
    9.2  外壓作用下安全係數的矯正
      9.2.1  隨機模型
      9.2.2  結果討論
    9.3  不同分佈類型的影響
      9.3.1  NN分佈
      9.3.2  LNLN分佈
      9.3.3  LNGumbel分佈
      9.3.4  結果討論
    9.4  推薦使用設計安全係數
    9.5  本章小結
    參考文獻
第2篇  非粘結柔性管
  第10章  非粘結柔性管受限外壓穩定理論
    10.1  圓管經典穩定理論
    10.2  含缺陷圓管彈塑性穩定理論
    10.3  受剛性限制圓管穩定理論
    10.4  受彈性限制圓管穩定理論
    10.5  本章小結
    參考文獻
  第11章  非粘結柔性管受限壓潰數值
    11.1  受限彈性內層壓潰數值研究
      11.1.1  研究方法
      11.1.2  數值分析建模要點
    11.2  受限彈性等效長管壓潰數值分析
      11.2.1  受限等效長管模型
      11.2.2  抗彎剛度比對受限壓潰的影響

      11.2.3  受限等效長管模型壓潰模態分析
      11.2.4  徑厚比對受限壓潰的影響
      11.2.5  數值計算結果與解析解的比較
    11.3  受限彈性螺旋結構壓潰數值分析
      11.3.1  受限螺旋結構壓潰模型
      11.3.2  抗彎剛度比對受限壓潰的影響
      11.3.3  受限螺旋結構壓潰模態分析
      11.3.4  徑厚比對受限壓潰的影響
    11.4  本章小結
    參考文獻
  第12章  非粘結柔性管受限壓潰試驗
    12.1  材料試驗
    12.2  壓潰試驗
      12.2.1  試驗過程
      12.2.2  試驗結果
    12.3  試驗管段的數值模擬
      12.3.1  試驗管段有限元模型
      12.3.2  試驗管段有限元結果
    12.4  試驗結果與理論解的比較
    12.5  本章小結
    參考文獻
  第13章  不同水深下非粘結柔性管結構設計
    13.1  結構設計簡介
    13.2  解析方法
      13.2.1  初始缺陷
      13.2.2  骨架層屈曲
    13.3  數值模型
    13.4  結果討論
    13.5  本章小結
    參考文獻
  第14章  不同內徑下高壓非粘結柔性管結構設計
    14.1  解析方法
      14.1.1  聚合物層
      14.1.2  螺旋纏繞鋼質層
      14.1.3  管道整體剛度矩陣
      14.1.4  爆破失效準則
    14.2  有限元分析
    14.3  結果討論
    14.4  結構設計
    14.5  本章小結
    參考文獻
  第15章  非粘結柔性管拉伸性能
    15.1  拉伸性能概述
    15.2  理論模型
      15.2.1  抗壓鎧裝層力學模型
      15.2.2  抗拉鎧裝層力學性能
      15.2.3  整體力學性能
    15.3  數值模型
      15.3.1  抗壓鎧裝層剛度
      15.3.2  管道整體

    15.4  結果討論
    15.5  案例分析
    15.6  本章小結
    參考文獻
  第16章  新型柔性管截面設計
    16.1  截面設計概述
    16.2  非粘結柔性管算例分析
      16.2.1  有限元分析
      16.2.2  結果討論
    16.3  鋼帶增強柔性管算例分析
      16.3.1  有限元分析
      16.3.2  結果討論
    16.4  本章小結
    參考文獻
  第17章  柔性管纏管分析
    17.1  纏管概述
    17.2  局部模型分析
      17.2.1  拉伸模型
      17.2.2  扭轉模型
      17.2.3  彎曲模型
    17.3  卷管整體模型
      17.3.1  整體模型幾何尺寸
      17.3.2  網格劃分和接觸定義
      17.3.3  荷載步和邊界條件
      17.3.4  模擬結果分析
    17.4  參數分析
      17.4.1  捲筒外徑影響
      17.4.2  下沉距離影響
      17.4.3  上卷長度影響
      17.4.4  護套位置影響
    17.5  本章小結
    參考文獻
第3篇  玻纖增強柔性管
  第18章  玻纖增強柔性管抗內壓強度
    18.1  數值理論
      18.1.1  基本假設
      18.1.2  理論分析
      18.1.3  邊界條件
    18.2  有限元模擬模擬計算
      18.2.1  材料參數
      18.2.2  有限元模型
      18.2.3  模擬結果
    18.3  短期爆破內壓試驗
      18.3.1  樣管參數
      18.3.2  試驗設備
      18.3.3  試驗步驟
      18.3.4  試驗結果
    18.4  結果討論
    18.5  參數分析
      18.5.1  纏繞角度

      18.5.2  徑厚比
      18.5.3  加強層數
    18.6  本章小結
    參考文獻
  第19章  玻纖增強柔性管抗拉強度
    19.1  數值理論
      19.1.1  基本假定
      19.1.2  截面簡化
      19.1.3  軸向變形
      19.1.4  截面變形
      19.1.5  體系平衡方程
      19.1.6  數值求解方法
    19.2  試驗研究
    19.3  有限元研究
      19.3.1  幾何模型
      19.3.2  材料參數
      19.3.3  耦合作用及邊界條件
    19.4  結果討論
      19.4.1  軸向荷載軸向位移曲線
      19.4.2  截面變形
      19.4.3  材料貢獻度
      19.4.4  玻璃纖維應力
    19.5  參數分析
      19.5.1  纖維纏繞角度
      19.5.2  纖維數量
      19.5.3  徑厚比
      19.5.4  內襯層和外保護層厚度
    19.6  本章小結
    參考文獻
  第20章  玻纖增強柔性管抗外壓強度
    20.1  數值理論
      20.1.1  基本假設
      20.1.2  材料簡化模型
      20.1.3  運動方程
      20.1.4  虛功方程
      20.1.5  數值計算
    20.2  有限元分析
      20.2.1  幾何參數和材料性能
      20.2.2  有限元模型
      20.2.3  計算結果
    20.3  外壓試驗
      20.3.1  材料試驗
      20.3.2  試驗過程
    20.4  結果討論
    20.5  參數分析
      20.5.1  初始缺陷
      20.5.2  幾何構型
      20.5.3  材料性能
    20.6  本章小結
    參考文獻

  第21章  玻纖增強柔性管抗扭轉能力
    21.1  試驗研究
    21.2  數值理論
      21.2.1  基本假設
      21.2.2  理論模型
      21.2.3  坐標系
      21.2.4  邊界條件
      21.2.5  幾何非線性
    21.3  有限元研究
      21.3.1  幾何參數和材料性能
      21.3.2  有限元模型
    21.4  結果討論
    21.5  參數分析
      21.5.1  纏繞角度
      21.5.2  徑厚比
      21.5.3  加強層厚度
    21.6  本章小結
    參考文獻
  第22章  玻纖增強柔性管最小彎曲半徑
    22.1  彎曲試驗
      22.1.1  試驗裝置
      22.1.2  材料屬性及幾何參數
      22.1.3  試驗過程
      22.1.4  試驗結果
    22.2  非線性屈曲理論
      22.2.1  基本假設
      22.2.2  運動方程
      22.2.3  材料簡化模型
      22.2.4  虛功方程
      22.2.5  理論解法
    22.3  有限元研究
      22.3.1  有限元模型
      22.3.2  計算結果
    22.4  結果討論
    22.5  參數分析
      22.5.1  橢圓度
      22.5.2  徑厚比
    22.6  本章小結
    參考文獻
  第23章  玻纖增強柔性管截面設計
    23.1  相關術語
    23.2  管道基本結構
      23.2.1  總體結構
      23.2.2  材料性能
    23.3  強度失效設計標準
      23.3.1  爆破壓力
      23.3.2  內壓彎矩下的爆破壓力
      23.3.3  屈服拉力
    23.4  失穩設計的失效準則
      23.4.1  最小彎曲半徑

      23.4.2  外壓失穩壓力
    23.5  泄漏失效設計準則
    23.6  本章小結
    參考文獻

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