發(fā)布時間：2020-10-13 00:48

　　 海洋立管是連接水面浮式裝置和海底設(shè)備的導(dǎo)管。它在海洋環(huán)境中要承受風(fēng)、浪、流等環(huán)境荷載的作用,當(dāng)波浪和海流在一定的流速下流經(jīng)立管時,會產(chǎn)生漩渦脫落,從而引發(fā)立管的渦激振動,當(dāng)海洋立管自振頻率與旋渦脫落頻率接近時,振動會迫使旋渦脫落頻率固定在結(jié)構(gòu)自振頻率附近,發(fā)生頻率鎖定(lock-in)現(xiàn)象,造成疲勞破壞。因此,對海洋立管渦激振動及抑振裝置的研究不僅有重要的科學(xué)意義,在工程上亦有較大的應(yīng)用價值。 為了研究海洋立管渦激振動的特性,減小海洋立管漩渦脫落所引起的振動,降低海洋立管疲勞損傷的程度,本文分別選取了1.45米長的有機玻璃管作為實驗裸管和1.2米長的有機玻璃管作為有抑振裝置的實驗立管進行研究。實驗在中國海洋大學(xué)物理海洋實驗室進行,在施加不同流速的外流時,測得了裸管及采用不同抑振方案的立管在渦旋脫落時順流向及橫向振動的應(yīng)變時程曲線。使用DASP軟件,對所測數(shù)據(jù)進行分析處理。實驗結(jié)果表明:實驗裸管在隨著外流速的增大其振動頻率逐漸增高,證實了立管順流向振動頻率為橫向振動頻率的兩倍,得出了實驗裸管的振動特性及動力響應(yīng);有抑振裝置的立管在外流流速相同的情況下,明顯比無抑振措施的立管振動幅值小,所采用的抑振方案在不同程度上抑制了海洋立管的渦激振動。此外,基于DASP系統(tǒng)的相關(guān)模塊軟件,利用符合材料應(yīng)力循環(huán)特性的雨流計數(shù)法對結(jié)構(gòu)承受的交變載荷進行了統(tǒng)計分析,并進行了疲勞壽命的計算。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：P756.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 理論研究
        1.2.2 實驗研究
    1.3 本文的主要研究工作
2 渦激振動及抑振基本理論
    2.1 渦激振動的基本理論
        2.1.1 旋渦的形成和泄放
        2.1.2 Strouhal 數(shù)和旋渦脫落頻率
        2.1.3 升力與曳力
        2.1.4 渦激振動的特點
    2.2 抑振的基本理論
        2.2.1 抑制 VIV 的基本原理
        2.2.2 抑制 VIV 措施
    2.3 小結(jié)
3 海洋立管渦激振動實驗及分析
    3.1 實驗設(shè)備
        3.1.1 實驗水槽
        3.1.2 立管支撐裝置
        3.1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        3.1.4 外流流速測速儀
        3.1.5 立管
    3.2 實驗抑振裝置的設(shè)計
    3.3 實驗過程及分析
        3.3.1 實驗?zāi)康?br>        3.3.2 裸管實驗及分析
        3.3.3 抑振裝置實驗及分析
    3.4 實驗立管振動位移的分析
    3.5 小結(jié)
4 雨流計數(shù)法疲勞壽命分析
    4.1 概述
    4.2 雨流計數(shù)法
        4.2.1 DASP 軟件中的幾種計數(shù)法
        4.2.2 雨流計數(shù)法基本理論
    4.3 S-N 曲線與 Miner 定律
        4.3.1 S-N 曲線
        4.3.2 Miner 線性累積損傷理論
    4.4 實驗立管疲勞壽命計算
5 結(jié)論
    5.1 本文結(jié)論
    5.2 存在的問題及進一步研究的建議
參考文獻
致謝
個人簡歷
發(fā)表的學(xué)術(shù)論文

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王成官;王嘉松;田中旭;喬信起;蔣世全;許亮斌;;海洋隔水管渦激振動的三維數(shù)值模擬研究[J];水動力學(xué)研究與進展A輯;2011年04期

2 張永波;郭海燕;孟凡順;李效民;;多用途輸液立管渦激振動實驗研究與疲勞分析[J];實驗力學(xué);2011年03期

3 王紅霞;李喆;;鋼懸鏈線立管振動響應(yīng)影響因素分析[J];噪聲與振動控制;2011年04期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 婁敏;海洋輸流立管渦激振動試驗研究及數(shù)值模擬[D];中國海洋大學(xué);2007年

2 李小超;海底管線懸跨段渦激振動響應(yīng)的實驗研究與數(shù)值預(yù)報[D];大連理工大學(xué);2011年

3 艾尚茂;管土耦合邊界下海底懸跨管道渦激振動研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

4 何長江;柔性立管渦激振動試驗與數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 宋吉寧;立管渦激振動的實驗研究與離散渦法數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2012年

6 張永波;深海輸液立管渦激振動預(yù)報及抑振技術(shù)研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

7 唐國強;立管渦激振動數(shù)值模擬方法及物理模型實驗[D];大連理工大學(xué);2011年

8 孫勝男;懸浮隧道動力響應(yīng)分析[D];大連理工大學(xué);2008年

9 孫友義;深水鉆井隔水管強度評價方法及應(yīng)用研究[D];中國石油大學(xué);2009年

10 鮮榮;大跨度橋梁沿跨向主梁渦激振動研究[D];西南交通大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王海青;海洋立管渦激振動及抑振的無比尺模型實驗研究[D];中國海洋大學(xué);2009年

2 王微微;考慮平面旋轉(zhuǎn)和順流向振動的海洋立管渦激振動數(shù)值模擬[D];天津大學(xué);2012年

3 胡克;基于渦激振動實驗的漁場浮體水動力數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2010年

4 秦偉;渦激振動的非線性振子模型研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

5 樊娟娟;頂張力立管流固耦合的渦激振動數(shù)值模擬[D];天津大學(xué);2012年

6 趙鵬良;隔水管及附屬整流罩渦激振動的流固耦合模擬研究[D];上海交通大學(xué);2011年

7 張友林;海洋立管渦激振動抑制方法研究[D];江蘇科技大學(xué);2011年

8 饒志標(biāo);柔性立管渦激振動頻域響應(yīng)分析[D];上海交通大學(xué);2010年

9 楊瑞;橋梁主梁渦激振動理論預(yù)測模型研究[D];湖南大學(xué);2011年

10 陳羽;大跨度斜拉橋渦激振動試驗研究[D];重慶大學(xué);2010年

本文編號：2838513