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本文在总结分析国内外文献中关于连续油管变形的研究成果的基础上,利用有限元技术,并结合在不同内压条件下连续油管(钢级80ksi、外径38.1mm)的变形实验,研究了连续油管在内压和反复弯曲共同作用下的变形行为。通过有限元计算和实验分析表明:
(1)无内压时,直径不增长,有内压时,直径会增长;内压越高,直径增长速率越大;
(2)有内压时,中性轴处的壁厚几乎保持初始壁厚值,截面上其他位置的壁厚会减薄;在中性轴方向上出现最大的直径增长。
(3)有内压时,直径增长率、壁厚减薄率和椭圆度都随着循环次数的增加而不断增大,且在初始大约15次的循环中,变形速率较快,随后的循环中变形速率较缓慢。
(4)在内压变动的条件下,塑性应变增量出现负增长,直径出现萎缩、壁厚出现反弹恢复,且只要内压不低于0MPa,直径萎缩不会减小到比初始直径还小,壁厚反弹不会恢复到比初始壁厚值还大。前提条件:其一是内压下降一定幅度;其二是停止萎缩之前需要经.一定的应力循环次数。
(5)内压和外径是截面变形的主要影响因素,其次是壁厚和弯曲半径,钢级的影响最小;经历相同的循环次数时,对于外径越大、壁厚越薄、钢级越小的连续油管,其直径增长率和壁厚减薄率将会越大。