结合非线性有限元及进化策略的柔性立管优化设计

作者：赵衍鑫,姜冬菊,徐小辉

摘要：非黏结柔性立管是深海石油资源开发中越来越广泛使用的重要部件。本文首先考虑螺旋角、截面尺寸、摩擦系数等结构参数对非黏结柔性立管进行实体力学建模,考虑接触非线性、几何非线性和拉扭耦合效应对立管的力学响应进行分析。在非线性有限元分析的基础上,结合进化策略,以柔性立管位移为限制条件,以减小最大Mises应力为优化目标,对柔性立管抗拉铠装层螺旋角、截面尺寸、摩擦系数进行多参数同步优化设计。结果表明:结合非线性有限元及进化策略的优化设计方法,能在保证立管位移较小的情况下,显著减小其最大Mises应力。可为深海柔性立管结构优化设计提供理论依据和工程实际参考。

发文机构：河海大学力学与材料学院 北京特种工程设计研究院

关键词：柔性立管抗拉铠装层进化策略非线性有限元多参数优化flexible risertensile armor layerevolutionary strategynonlinear finite elementmulti-parameter optimization

分类号： P756.2[天文地球—海洋科学]