海洋柔性管(精)/深远海工程装备与高技术丛书

"本书具有显著的原创性、前沿性和科学性。随着管道工程技术的迅速发展，复合材料柔性管在油气行业得到了广泛应用。目前许多研究人员和工程师仍然在继续研究不同类型柔性管的力学性能和截面设计方法，但尚无能够系统全面地介绍不同工况下柔性管的力学性能及截面设计方法的图书。这些内容大多属于原创，大多是未出版过的内容。 作为学术专著，系统性强，内容全面。本书力图全面阐述钢带增强柔性管、非粘结柔性管及玻纤增强柔性管的各自特点及优势，书中内容尽量吸收国内外已有的近期新研究成果。"

在不同服役条件下，钢带增强柔性管、非粘结柔性管及玻纤增强柔性管都有其各自的特点及优势。本书主要分为三个篇章：第1篇着重介绍了钢带增强柔性管，分别研究了钢带增强柔性管抗压溃能力、抗扭转能力、抗弯曲能力、爆破压力、拉伸性能，带有扣压式接头钢带管应力集中效应，钢带增强柔性管接头密封性能、可靠性安全系数。第2篇主要论述了非粘结柔性管，分别介绍了非粘结柔性管受限外压稳定理论、受限压溃数值、受限压溃试验，不同水深下非粘结柔性管结构设计，不同内径下高压非粘结柔性管结构设计，非粘结柔性管拉伸性能，新型柔性管截面设计及柔性管缠管分析。第3篇介绍了玻纤增强柔性管，分别论述了玻纤增强柔性管抗内压强度、抗拉强度、抗外压强度、抗扭转能力、最小弯曲半径及截面设计。 本书结合严谨的理论研究和原创性的试验验证，可为管道工程师在设计、分析柔性管时提供有益参考。

"白勇，江西抚州临川人，现任浙江大学建工学院结构工程研究所教授/博士生导师。2009年浙江省“百人计划”引进人才，2010年国家第五批“千人计划”引进人才，2017年当选美国造船与轮机工程师协会(SNAME)会士，2018年当选挪威技术科学院院士。1989年在日本广岛大学取得海洋结构博士学位，先后在丹麦技术大学、挪威科技大学和加州伯克利大学从事船舶与海洋工程领域博士后教学科研工作，发表论文近200篇，英文学术专著8本，中文合著8本。主要研究领域：海洋工程结构、海洋管道与立管、工程风险分析和安全评估、复合材料管、海洋石油水下生产系统、海洋工程钻井机械、海洋风能与潮流能、水下无人机器人及动力定位系统等。主要专著：《Subsea Engineering Handbook》《Subsea Pipeline Design, Analysis, and Installation》《Subsea Pipeline Integrity and Risk Management》《Marine Structural Design, 2nd Edition》《Flexible Pipes》《海上风力发电》《水下生产系统手册》《海洋立管设计》《海洋结构工程》《复合材料柔性管》等。现担任国际海洋力学与极地工程OMAE管线会议学术成员，马来西亚国家石油公司海底管道与立管培训导师，英国FLEMING EUROPE公司柔性管线和立管的完整性管理课程讲师，新加坡UNI STRATEGIC公司海底管道与立管课程讲师； 《船舶与海洋工程》常务理事，《International Journal of Ships & offshore Structures》编委；曾担任“长江学者奖励计划”评审、“青年千人计划”通讯评审、“青年拔尖人才支持计划”评审、海洋工程科学技术奖评审、浙江工业大学人才类项目评审、福建“百人计划”评审、宁波杭州湾新区高层次人才评审。 邵强强，浙江丽水人，现就读于浙江大学建工学院结构工程专业，主要研究非粘结柔性管在不同工况下的力学性能及截面设计。"

第1章 海洋柔性管概述
1.1 柔性管分类和特点
1.2 柔性管典型结构
1.2.1 钢带增强柔性管典型结构
1.2.2 非粘结管典型结构
1.2.3 玻纤增强柔性管典型结构
1.3 柔性管结构分析现状
参考文献
第1篇 钢带增强柔性管
第2章 钢带增强柔性管抗压溃能力
2.1 试验研究
2.1.1 管道材料性质
2.1.2 压溃试验
2.1.3 试验结果
2.2 有限元数值模拟
2.2.1 网格及接触面
2.2.2 荷载及边界条件
2.2.3 结果讨论
2.3 压溃压力简化估算公式
2.4 参数分析
2.4.1 初始缺陷影响
2.4.2 几何构型影响
2.4.3 摩擦系数影响
2.5 本章小结
参考文献
第3章 钢带增强柔性管抗扭转能力
3.1 试验研究
3.1.1 试验设备和试件制作
3.1.2 试验步骤和试验结果
3.2 整管试验
3.2.1 试验设备和样管制作
3.2.2 试验步骤和试验结果
3.3 纯扭转有限元模拟
3.3.1 材料性能
3.3.2 几何构造
3.3.3 坐标系和荷载步
3.3.4 网格划分和接触定义
3.3.5 荷载和边界条件
3.3.6 结果讨论
3.3.7 HDPE层力学分析
3.3.8 钢带层力学分析
3.4 参数分析
3.4.1 轴向约束影响
3.4.2 钢带布置影响
3.4.3 摩擦系数影响
3.4.4 轴向荷载影响
3.5 本章小结
参考文献
第4章 钢带增强柔性管抗弯曲能力
4.1 有限元分析
4.1.1 模型和材料特性
4.1.2 载荷和边界条件
4.1.3 分析结果
4.2 力学特性研究和讨论
4.2.1 聚乙烯内管道层
4.2.2 聚乙烯外管道层
4.2.3 钢带层
4.3 本章小结
参考文献
第5章 钢带增强柔性管爆破压力
5.1 试验研究
5.2 理论模型与有限元模型
5.3 有限元分析与讨论
5.3.1 爆破压力对比
5.3.2 增强层中应力分析
5.3.3 内外层HDPE应力分析
5.4 参数分析
5.4.1 径厚比
5.4.2 摩擦系数
5.4.3 增强层厚度
5.4.4 增强层缠绕角度
5.5 本章小结
参考文献
第6章 钢带增强柔性管拉伸性能
6.1 试验研究
6.1.1 试验步骤
6.1.2 试验结果分析
6.2 有限元数值模拟
6.2.1 单元及接触条件
6.2.2 荷载及边界条件
6.2.3 材料参数输入
6.2.4 试验及有限元结果对比
6.3 理论模型
6.3.1 基本假设
6.3.2 钢带层力学模型
6.3.3 内外层PE力学模型
6.3.4 轴对称力学模型
6.4 结果讨论
6.4.1 有限元模型建立
6.4.2 C1模型对比分析
6.4.3 C2模型对比分析
6.4.4 C3模型对比分析
6.5 本章小结
参考文献
第7章 内压荷载下带有扣压式接头的管道应力集中效应
7.1 材料简化模型
7.1.1 材料特性分析
7.1.2 材料应力应变关系
7.1.3 边界条件
7.1.4 数值迭代模型
7.2 管道/接头理论模型
7.2.1 层间挤压力计算模型
7.2.2 管壁位移应变关系
7.3 实例分析
7.3.12 英寸四层增强层钢带管
7.3.22 英寸六层增强层钢带管
7.4 参数分析
7.4.1 径厚比
7.4.2 增强层缠绕角
7.4.3 增强层厚度
7.5 本章小结
参考文献
第8章 螺栓法兰式接头密封性能
8.1 密封结构形式
8.2 密封圈应力分析
8.3 接触压力分析
8.4 密封圈结构优化设计
8.5 工作状态下密封性能分析
8.5.1 内压荷载下密封性能分析
8.5.2 外压荷载下密封性能分析
8.6 本章小结
参考文献
第9章 钢带增强柔性管可靠性安全系数
9.1 安全系数计算过程
9.2 外压作用下安全系数的矫正
9.2.1 随机模型
9.2.2 结果讨论
9.3 不同分布类型的影响
9.3.1 NN分布
9.3.2 LNLN分布
9.3.3 LNGumbel分布
9.3.4 结果讨论
9.4 推荐使用设计安全系数
9.5 本章小结
参考文献
第2篇 非粘结柔性管
第10章 非粘结柔性管受限外压稳定理论
10.1 圆管经典稳定理论
10.2 含缺陷圆管弹塑性稳定理论
10.3 受刚性圆管稳定理论
10.4 受弹性圆管稳定理论
10.5 本章小结
参考文献
第11章 非粘结柔性管受限压溃数值
11.1 受限弹性内层压溃数值研究
11.1.1 研究方法
11.1.2 数值分析建模要点
11.2 受限弹性等效长管压溃数值分析
11.2.1 受限等效长管模型
11.2.2 抗弯刚度比对受限压溃的影响
11.2.3 受限