深海立管是深海油氣資源勘探開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)施,所處的服役環(huán)境復雜。本文考慮深海立管頂部浮體運動及渦激振動的耦合作用,研究立管的動力響應。本文提出了兩種立管模型:兩端鉸支,軸力定常的理論分析模型和考慮張緊環(huán)運動及軸力隨水深變化的實際立管結(jié)構(gòu)模型。對這兩種立管模型進行固有振動特性分析,確定其振動頻率及模態(tài);提出了考慮浮體升沉運動影響的立管參激-渦激耦合振動分析模型,研究參數(shù)激勵下立管發(fā)生參激共振的條件,并分析阻尼對立管參激不穩(wěn)定區(qū)的影響;利用數(shù)值計算的方法,分別計算立管單純渦激振動和參激-渦激耦合振動情況下的動力響應,應用結(jié)構(gòu)的S-N曲線及Miner損傷理論計算立管的疲勞損傷,研究不同海洋環(huán)境參數(shù)及立管結(jié)構(gòu)參數(shù)對于立管動力響應及疲勞損傷的影響。研究表明,考慮張緊環(huán)運動及軸力隨水深的變化,立管的橫向振動頻率小于理論模型的振動頻率;對于立管系統(tǒng)的參激不穩(wěn)定性,當平臺的升沉頻率接近或者等于立管橫向振動頻率2倍時發(fā)生一階參激共振,這部分參激不穩(wěn)定區(qū)是立管參激振動最重要的部分;考慮立管上部浮體運動導致的參數(shù)激勵影響,立管的橫向振動響應增大、疲勞損傷增大,研究結(jié)果表明立管設(shè)計時要充分考慮參激振動和渦激振動... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

深海石油開發(fā)上部浮體結(jié)構(gòu)形式

立管結(jié)構(gòu)形式

(a)頂張力立管 (b)鋼懸鏈線立管(c)自由站立式 (d)柔性立管圖 1-2 立管結(jié)構(gòu)形式本文研究對象為深海頂張力立管(TTRs)，其主要結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]深水立管渦激振動非線性響應及疲勞分析[J]. 毛國棟,趙英軒,戴西行.  中國水運(下半月). 2010(05)
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[3]海洋立管渦激振動的研究現(xiàn)狀、熱點與展望[J]. 黃旭東,張海,王雪松.  海洋學研究. 2009(04)
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[5]深水立管安裝技術(shù)進展[J]. 王懿,段夢蘭,李麗娜,何寧,王輝.  石油礦場機械. 2009(06)
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博士論文
[1]考慮順流向振動的深水頂張力立管渦激振動分析[D]. 唐世振.中國海洋大學 2010
[2]柔性立管渦激振動時域響應分析[D]. 黃智勇.上海交通大學 2008
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[4]深海立管渦激振動疲勞損傷預報方法研究[D]. 王一飛.上海交通大學 2008

碩士論文
[1]深水頂張式立管的非線性動力分析及浪致疲勞研究[D]. 孫傳棟.中國海洋大學 2009
[2]基于頻域法的深水頂張式立管（TTR）渦激振動（VIV）與疲勞研究[D]. 玄金.中國海洋大學 2009



本文編號：3584304