细长柔性立管涡激振动疲劳损伤分析

高云; 付世晓; 杨家栋; 王盟浩

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.08.021

摘要

为了深入分析细长柔性立管涡激振动响应带来的疲劳损伤,在拖曳水池中对柔性立管进行了试验研究.由拖车带动立管运动产生相对来流,再根据测试得到的应变数据,结合材料常数得到立管的疲劳损伤.分别使用了基于单频率、常幅值的频域法以及多频率、变幅值的雨流法对疲劳损伤进行分析.分析发现:不同流速、相同模态阶数下的应变响应频率很接近,是由不同的流速在立管周围产生不同的流体附加质量所致.在大多数情况下,频域法得到的预测疲劳损伤比雨流法得到的真实疲劳损伤要大;但在少数情况下则相反.

关键词： 柔性立管, 涡激振动, 疲劳损伤, 频域法, 雨流法

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高云 , 付世晓 , 杨家栋 , 王盟浩 . 细长柔性立管涡激振动疲劳损伤分析[J]. 上海交通大学学报, 2016 , 50(8) : 1270 -1277 . DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.08.021

Abstract

为了深入分析细长柔性立管涡激振动响应带来的疲劳损伤,在拖曳水池中对柔性立管进行了试验研究.由拖车带动立管运动产生相对来流,再根据测试得到的应变数据,结合材料常数得到立管的疲劳损伤.分别使用了基于单频率、常幅值的频域法以及多频率、变幅值的雨流法对疲劳损伤进行分析.分析发现:不同流速、相同模态阶数下的应变响应频率很接近,是由不同的流速在立管周围产生不同的流体附加质量所致.在大多数情况下,频域法得到的预测疲劳损伤比雨流法得到的真实疲劳损伤要大;但在少数情况下则相反.

Key words： 柔性立管, 涡激振动, 疲劳损伤, 频域法, 雨流法

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