1、局部分析
一般使用內部制定軟件程序、傳統計算公式和三維有限元進(jìn)行彎曲限制器設計計算。內部計算軟件為“RESTRICTOR”,BOE計算軟件為“ORCABEND”。彎曲限制器設計的主要輸入條件:①載荷(彎矩和和剪切強度);②復合軟管的外徑和 小彎曲半徑;③覆蓋的長(cháng)度,應明確覆蓋的角度或在復合軟管操作彎曲半徑下覆蓋的長(cháng)度;④安裝時(shí) 低和 高空氣溫度,在位工況下 低和 高海水溫度等。
2、整體分析
彎曲限制器整體分析應包括彎曲限制器的質(zhì)量、外徑和鎖定半徑的分析。復合軟管系統整體分析需要確定彎曲半徑不小于操作彎曲半徑、復合軟管發(fā)生過(guò)度彎曲的長(cháng)度(即彎曲限制器需要覆蓋的長(cháng)度)、彎曲限制器的彎矩和剪切強度。在動(dòng)態(tài)應用中,需要考慮彎曲限制器的疲勞分析,或者考慮使用彎曲加強器代替彎曲限制器。
制造加工工藝與原型測試
聚合物彎曲限制器單元的制造加工工藝:①模具的準備;②在模具上涂脫模劑;③將模具置于烘箱內,使溫度均勻;④聚合物材料的混合;⑤將聚合物材料注射到模具中;⑥固化并冷卻;⑦放入保溫箱中進(jìn)行后固化;⑧加工螺栓孔。金屬彎曲限制器元件可由標準管道進(jìn)行機械加工,在管道端部焊接法蘭制成。接口結構是一個(gè)復雜的構件,根據具體項目進(jìn)行設計加工,其通常由金屬結構件加工而成,通過(guò)螺栓進(jìn)行連接,金屬結構件上焊接筋板,以增強結構強度。接口結構制造過(guò)程中的重要步驟是焊接的探傷。
彎曲限制器的原型測試需考慮其設計載荷、材料、加工工藝、復合軟管的內、外徑及彎曲限制器元件的 大外徑,包括:①使用載荷測試,目的是彎曲限制器能承受設計載荷;②破壞性測試,目的是確定彎曲限制器的疲勞載荷,對設計進(jìn)行驗證。針對海洋復合軟管彎曲限制器所受功能載荷及結構載何的特點(diǎn),分別對彎曲限制器基本原理、材料選擇、結構設計、制造加工工藝及測試進(jìn)行了分析。研究成果對國內彎曲限制器的自主,實(shí)現彎曲限制器設計與制造的國產(chǎn)化具有參考意義。