結合非線性有限元及進化策略的柔性立管優化設計

作者：趙衍鑫,姜冬菊,徐小輝

摘要：非黏結柔性立管是深海石油資源開發中越來越廣泛使用的重要部件。本文首先考慮螺旋角、截面尺寸、摩擦系數等結構參數對非黏結柔性立管進行實體力學建模,考慮接觸非線性、幾何非線性和拉扭耦合效應對立管的力學響應進行分析。在非線性有限元分析的基礎上,結合進化策略,以柔性立管位移為限制條件,以減小最大Mises應力為優化目標,對柔性立管抗拉鎧裝層螺旋角、截面尺寸、摩擦系數進行多參數同步優化設計。結果表明:結合非線性有限元及進化策略的優化設計方法,能在保證立管位移較小的情況下,顯著減小其最大Mises應力。可為深海柔性立管結構優化設計提供理論依據和工程實際參考。

發文機構：河海大學力學與材料學院 北京特種工程設計研究院

關鍵詞：柔性立管抗拉鎧裝層進化策略非線性有限元多參數優化flexible risertensile armor layerevolutionary strategynonlinear finite elementmulti-parameter optimization

分類號： P756.2[天文地球—海洋科學]