海洋立管渦激振動抑振裝置的試驗研究.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)，承受風浪流等復雜海洋環(huán)境荷載的作用，當海流流經(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)計了一種梯形截面的三螺旋導板抑振裝置和兩種新型月牙形擾流器抑振裝置，在實驗室大型

2、波浪流水槽進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。
　　 首先，通過試驗研究了立管的渦激振動特性，研究表明：在“鎖振”區(qū)間立管振動最強烈，當流速跳出這個區(qū)間時，立管的振動明顯減弱；橫向振動微應變幅值比順流向微應變幅值大一個數(shù)量級。
　　 然后，對梯形截面三螺旋導板抑振裝置進行試驗研究，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。試驗時用

3、動態(tài)電阻應變儀采集立管模型橫向和順流向的動態(tài)響應數(shù)據(jù)，并利用雨流計數(shù)法對模型進行疲勞分析。試驗結(jié)果表明：在外流流速相同的條件下，三螺旋導板各種覆蓋方案對渦激振動都有抑制作用；隨著螺旋導板覆蓋率的增加，立管的振動減弱，疲勞壽命增加；覆蓋螺旋導板的立管順流向振動頻率明顯降低，橫向振動頻率當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