本文關鍵詞：深海頂張力立管非線性振動特性研究　出處：《天津大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 深海頂張式立管 非線性振動 多尺度法 渦激振動 參激共振

【摘要】：深海立管是海洋油氣開發(fā)中的關鍵結構。本文研究深海頂張力立管（TTRs）的渦激振動、參激振動和渦激-參激耦合振動響應特性，對于發(fā)展深海立管的理論和技術，具有較重要的理論與工程意義。 本文考慮立管頂部所受張力和幾何非線性因素的影響，考慮立管的幾何非線性、渦激力及參激力，建立立管的振動微分方程。將系統(tǒng)視為弱非線性系統(tǒng)，采用非線性解析方法—多尺度法進行理論求解。首先，僅考慮外激勵為簡諧的渦激升力，選取一階主共振和二階主共振兩種情況進行求解，研究立管非線性渦激振動的響應特征；其次，僅考慮頂部浮體產生的參數激勵，將立管上端部簡化為簡諧運動的動邊界條件，選取一階參激共振和二階參激共振兩種情況，研究立管發(fā)生非線性參激共振時的響應特征；最后，，同時考慮渦激、參激兩種激勵，建立參—渦非線性耦合振動系統(tǒng)，選取一階參數共振情況，分別考慮渦激頻率接近和遠離立管橫向固有頻率兩種情形，研究耦合系統(tǒng)的非線性振動響應特征。 分析研究結果表明，僅考慮渦激振動時，立管振動的響應頻率均以外激頻率為主，且發(fā)生一階渦激主共振時，立管響應最大；僅考慮參數振動時，參數激勵引起明顯的一階亞諧振動，且發(fā)生一階參數共振時立管響應較大；同時考慮渦激振動和參激振動時，立管振動響應較非耦合系統(tǒng)有明顯增大且頻率成分復雜，包括亞諧波、分數諧波等。綜合研究結果表明，在深海立管的實際設計應用中，應充分考慮渦激參激聯合作用下立管的振動響應，避免渦激共振與參激共振同時發(fā)生，保證立管安全工作。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P742

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本文編號：1333094