海洋立管渦激振動抑振裝置的試驗(yàn)研究.pdf

1、海洋立管是海洋油氣開發(fā)中的一個重要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，承受風(fēng)浪流等復(fù)雜海洋環(huán)境荷載的作用，當(dāng)海流流經(jīng)立管時，在一定流速下產(chǎn)生漩渦周期性的脫落，使立管發(fā)生渦激振動，當(dāng)漩渦脫落的頻率和立管的固有頻率接近時，會發(fā)生“鎖振”現(xiàn)象，使得立管的振動加劇。渦激振動會降低立管的疲勞壽命，使立管發(fā)生疲勞破壞。
　　 安裝抑振裝置是抑制渦激振動、提高立管疲勞壽命的有效途徑，本文設(shè)計(jì)了一種梯形截面的三螺旋導(dǎo)板抑振裝置和兩種新型月牙形擾流器抑振裝置，在實(shí)驗(yàn)室大型

2、波浪流水槽進(jìn)行立管的渦激振動規(guī)律和抑制振動效果的物理模型試驗(yàn)。
　　 首先，通過試驗(yàn)研究了立管的渦激振動特性，研究表明：在“鎖振”區(qū)間立管振動最強(qiáng)烈，當(dāng)流速跳出這個區(qū)間時，立管的振動明顯減弱；橫向振動微應(yīng)變幅值比順流向微應(yīng)變幅值大一個數(shù)量級。
　　 然后，對梯形截面三螺旋導(dǎo)板抑振裝置進(jìn)行試驗(yàn)研究，通過改變這種抑振裝置的覆蓋方式和覆蓋范圍，研究了梯形截面螺旋導(dǎo)板的不同覆蓋方式和覆蓋范圍對抑制海洋立管渦激振動的作用。試驗(yàn)時用

3、動態(tài)電阻應(yīng)變儀采集立管模型橫向和順流向的動態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)，并利用雨流計(jì)數(shù)法對模型進(jìn)行疲勞分析。試驗(yàn)結(jié)果表明：在外流流速相同的條件下，三螺旋導(dǎo)板各種覆蓋方案對渦激振動都有抑制作用；隨著螺旋導(dǎo)板覆蓋率的增加，立管的振動減弱，疲勞壽命增加；覆蓋螺旋導(dǎo)板的立管順流向振動頻率明顯降低，橫向振動頻率當(dāng)覆蓋率較高時有所降低，覆蓋率較低時基本沒有變化。
　　 最后，針對兩種尺寸的月牙擾流器：大月牙擾流器和小月牙擾流器，分別以正八字和倒八字兩種形狀安