王小龙，张 强

（东北石油大学 机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 163318）

海底管道是海洋油气输运的主要工具，具有连续运作、输送量大、输送速度快和受气候影响小等优点，但海底管道在受到巨大的外部静水压力时仍然存在失效风险。这种情况下，海底管道有2种失效形式［1］，一种是刚度不足导致的破坏，另一种是强度不足导致的屈曲失稳。在深海高压环境中，管道存在的任何微小缺陷都可能大幅降低管道的屈曲压力，引起海底管道的屈曲，而且海底管道直径与壁厚的比值（径厚比）通常大于20，其周向失稳通常发生在破坏之前。所以，失稳外压是海底管道计算时首要考虑的影响因素。

文中针对承受外压作用的某深水海底管道，采用有限元模拟方法，利用特征值屈曲分析的最大变形，构造管道初始缺陷，进行不同径厚比管道的非线性屈曲分析，提出了海底管道的临界外压判别的新方法。

1 海底管道外压失稳文献研究

针对海底管道失稳屈曲问题，国内外学者均有研究。Timoshenko［2］给出了均匀厚度的圆形薄壳受外压作用产生局部屈曲的平面应变经典解。针对含初始缺陷的海底管道，余建星等［3］研究了在弯矩和水压联合作用下的屈曲破坏问题，采用有限元法分别计算所受载荷在不同加载路径条件下的管道破坏形式。王泽武等［4］数值模拟了含缺陷海底管道横向屈曲，大量学者也对海底管道在高温高压下的屈曲进行了研究［5-9］。王品贤等［10］对国内外不同的管道设计标准中壁厚的计算方法进行对比并分析差异。……