1、局部分析
一般使用内部制定软件程序、传统计算公式和三维有限元进行弯曲限制器设计计算。内部计算软件为“RESTRICTOR”,BOE计算软件为“ORCABEND”。弯曲限制器设计的主要输入条件:①载荷(弯矩和和剪切强度);②复合软管的外径和 小弯曲半径;③覆盖的长度,应明确覆盖的角度或在复合软管操作弯曲半径下覆盖的长度;④安装时 低和 高空气温度,在位工况下 低和 高海水温度等。
2、整体分析
弯曲限制器整体分析应包括弯曲限制器的质量、外径和锁定半径的分析。复合软管系统整体分析需要确定弯曲半径不小于操作弯曲半径、复合软管发生过度弯曲的长度(即弯曲限制器需要覆盖的长度)、弯曲限制器的弯矩和剪切强度。在动态应用中,需要考虑弯曲限制器的疲劳分析,或者考虑使用弯曲加强器代替弯曲限制器。
制造加工工艺与原型测试
聚合物弯曲限制器单元的制造加工工艺:①模具的准备;②在模具上涂脱模剂;③将模具置于烘箱内,使温度均匀;④聚合物材料的混合;⑤将聚合物材料注射到模具中;⑥固化并冷却;⑦放入保温箱中进行后固化;⑧加工螺栓孔。金属弯曲限制器元件可由标准管道进行机械加工,在管道端部焊接法兰制成。接口结构是一个复杂的构件,根据具体项目进行设计加工,其通常由金属结构件加工而成,通过螺栓进行连接,金属结构件上焊接筋板,以增强结构强度。接口结构制造过程中的重要步骤是焊接的探伤。
弯曲限制器的原型测试需考虑其设计载荷、材料、加工工艺、复合软管的内、外径及弯曲限制器元件的 大外径,包括:①使用载荷测试,目的是弯曲限制器能承受设计载荷;②破坏性测试,目的是确定弯曲限制器的疲劳载荷,对设计进行验证。针对海洋复合软管弯曲限制器所受功能载荷及结构载何的特点,分别对弯曲限制器基本原理、材料选择、结构设计、制造加工工艺及测试进行了分析。研究成果对国内弯曲限制器的自主,实现弯曲限制器设计与制造的国产化具有参考意义。