非粘结柔性立管结构复杂,建立一个高效的力学模型非常关键.本文基于最小势能原理,建立了柔性立管在轴对称荷载作用下的刚度矩阵,通过罚函数方法得到表示层间法向接触关系的附加矩阵,将2个矩阵相加即得到柔性立管的整体刚度矩阵.利用此模型讨论了罚参数的取值,分析了柔性立管在拉伸和扭转荷载作用下的力学响应,并与数值模拟和实验结果进行了对比.研究表明:罚参数的取值越大,计算精度越高,但是取值过大会引起方程病态,结果不准确.该理论模型能够正确反映非粘结柔性立管在轴向拉力和扭矩作用下的力学特性,为工程设计的初始阶段提供了一定的参考依据.
非粘结柔性立管 最小势能原理 刚度矩阵 层间接触 理论模型 数值模型 罚参数 轴向拉力 扭矩