脐带缆轻量化设计及其力学性能

脐带缆内部结构是由众多功能单元集成的复合结构，随着油气资源开发向深海推进，常用铠装钢丝脐带缆的有效抗拉能力急剧下降，有必要对其进行轻量化改进。因此，通过对碳纤维脐带缆的截面和芳纶增强脐带缆的增强层进行设计，从脐带缆的理论求解和数值仿真两方面分析碳纤维脐带缆和芳纶增强脐带缆相较于钢管脐带缆和铠装钢丝脐带缆的力学性能和轻量化程度。通过数值仿真分析缆长对3种脐带缆刚度的影响。研究发现，碳纤维脐带缆的轻量化程度最高，可达26.1%。