光纤传感器在深海采矿柔性管中的集成方案研究OA
针对非粘结柔性管在深海采矿服役中的健康监测需求,研究了光纤传感器与柔性管的集成工艺方案.通过设计三种集成工艺(芳纶绳及传感器缠绕、预浸带内置传感器、内衬层开槽置入传感器),结合有限元模拟分析了不同工艺参数对传感器及柔性管力学性能的影响.仿真结果表明:在芳纶绳缠绕工艺中,张紧力与缠绕角度对传感器伸长率和内衬层应力影响较小,均低于材料极限;预浸带内置方案中,张紧力及缠绕角度的变化未显著影响传感器性能;而内衬层开槽方案,在60 MPa爆破内压载荷下,传感器伸长率超过其极限值,存在失效风险.结合集成工艺难易程度综合评估表明,芳纶绳缠绕工艺兼具低应力、高可靠性及工艺简便性,为最优选择.研究结果为深海采矿非粘结柔性管内传感器集成提供了理论依据与工艺优化策略.
崔新雨;徐万海;王莹莹;沈飞;柯燎亮
天津大学机械工程学院,天津300350天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室,天津300072中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院,北京102249天津大学机械工程学院,天津300350 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室,天津300072天津大学机械工程学院,天津300350 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室,天津300072
机械制造
深海采矿非粘结柔性管传感器集成加工有限元模拟
《应用数学和力学》 2026 (6)
P.799-813,15
国家重点研发计划项目(2022YFC2803703)。
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