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海洋柔性管缆限弯器弯曲刚度的半数值分析方法

柔性管缆；限弯器；接触非线性；剪切行为；半数值方法

由于海洋柔性管缆限弯器单元结构复杂，且在弯曲时存在剪切及锁合接触行为，其弯曲刚度分析困难。本文考虑了限弯器单元在受弯时的剪切和单元间锁合转动的影响，基于经典悬臂梁方程建立限弯器整体弯曲刚度的理论分析模型；然后针对限弯器锁合后因非线性接触而无法解析求解的问题，构建了有限元数值分析模型，获得锁合结构的等效弯曲刚度曲线；最后将数值分析获得的锁合结构等效弯曲刚度曲线代入至上述整体弯曲刚度理论分析模型，实现了限弯器的弯曲刚度的求解。案例分析表明，本文提出的半数值分析方法与完全有限元数值分析方法相比，计算效率更高且分析误差同样满足工程需求。