[發明專利]一種深水頂張式立管彎曲振動分析方法

無效

• 申請號: 201110161221.3
• 申請日: 2011-06-16
• 公開（公告）號: CN102252897A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 黃維平;顧恩凱;孟慶飛;段金龍;劉震;孫銘遠;劉娟;吳學敏
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及海洋深水立管的研究方法，具體涉及一種深水頂張式立管彎曲振動分析方法。

背景技術

深水頂張式立管是深水海洋立管的一種主要類型，立管的下端與海底井口連接，管壁張力直接作用在井口上，而管內的流體源源不斷地從海底穿過立管流向浮式平臺。彎曲振動是深水頂張式立管在海洋環境荷載作用下的主要振動形式，也是引起立管疲勞損傷的主要因素。因此，彎曲振動響應分析是深水頂張式立管設計的重要內容，也是疲勞分析的基礎。目前，深水立管的彎曲振動分析方法是基于Eular-Bernoulli梁的純彎曲理論，該理論建立在小變形假設的基礎上，即梁的撓度遠遠小于其橫截面尺寸。

基于該理論的深水頂張式立管彎曲振動方程可表示為：

EI∂4y∂x4-∂∂x(T∂y∂x)+m‾∂2y∂x2+c∂y∂t=q(x,t)---(1)]]>

式中：y為立管橫向彎曲位移；

x為立管的軸向坐標；

t為時間；

EI為立管橫截面抗彎剛度；

T為立管張力，是時間和立管軸向坐標的函數，即：T＝T(x，t)；

為立管單位長度的質量；

c為阻尼系數；

q(x，t)為作用在立管上的流體荷載。

式(1)是小變形條件下的深水頂張式立管彎曲振動方程，沒有考慮大位移引起的立管截面轉動對橫向彎曲振動的影響，即張力作用方向改變引起的彈性回復力，而僅僅考慮張力作為幾何剛度對彎曲剛度的貢獻：

[KG]=T∫0L[N′]T[N′]dx---(2)]]>