Abaqus-管道在深海水压下屈曲模拟

      海底管道是深海油气资源开发的生命线.管道在深海铺设过程中承受轴力,弯矩和静水压力的共同作用,极易发生局部屈曲,局部屈曲失稳一旦发生,会沿着管道轴线方向进行传递,进而使得管道结构发生失效而丧失承载能力.当发生屈曲时，会引起灾难性后果。因此备受海底运输工程关注，在实施方案之前必须进行严格的评估和试验。今天就深海管道受压屈服现象进行模拟，通过采用fluid cavity进行注水模拟，当注水量达到一定压力，管道会发生屈曲，及极限屈曲载荷，决定了管道能用于多深的海底。

        今天的案例就来讲讲如何通过仿真获得管道临界屈曲压力。首先，建立简化的管道模型，如图1所示为1/8管道模型。内部为管道，外部为刚性面，之间形成的腔体建立fluid cavity。管道为Q235B材料，输入杨氏模量，泊松比及应力应变曲线，如图2所示。

图1  1/8分析模型

图2 Q235B材料真应力-塑性应变曲线

建立Fluid cavity，需要先创建腔体内表面和一个参考点，在Interaction模块，建立Fluid cavity，选择参考点作为cavity point，内表面为cavity surface。边界条件为三个对称面，加载为fluid cavity注水量，用到一下关键词：

*fluid flux

1702,8,

1702为参考点的节点编号表示该fluid cavity，8是指流量。在step历史输出，建立新输出，选择参考点集 合，勾选PCAV，CVOL

建立job，提交计算。可以查看相关结果，如图5所示。随着水压增大，管道先发生线性弹性变形，在压力达到4MPa时，发生屈曲，管道塌陷。

图3 利用Fluid cavity进行水压设置

图4 模型边界条件

图5  结果展示