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Vortex-Induced Vibrations of A Free-Spanning Pipe Based on A Nonlinear Hysteretic Soil Model at the Shoulders 认领 引用 被引量：2
1
作者 GAO Xi-feng XIE Wu-de XU Wan-hai 《China Ocean Engineering》 SCIE EI CSCD 2020年第3期328-340,共13页
The pipe-soil interactions at shoulders can significantly affect the vortex-induced vibrations (VIV) of free-spanning pipes in the subsea. In this paper, the seabed soil reacting force on the pipe is directly calculat... The pipe-soil interactions at shoulders can significantly affect the vortex-induced vibrations (VIV) of free-spanning pipes in the subsea. In this paper, the seabed soil reacting force on the pipe is directly calculated with a nonlinear hysteretic soil model. For the VIV in the middle span, a classic van der Pol wake oscillator is adopted. Based on the Euler-Bernoulli beam theory, the vibration equations of the pipe are obtained which are different in the middle span and at the two end shoulders. The static configuration of the pipe is firstly calculated and then the VIV is simulated.The present model is validated with the comparisons of VIV experiment, pipe-soil interaction experiment and the simulation results of VIV of free-spanning pipes in which the seabed soil is modelled with spring-dashpots. With the present model, the influence of seabed soil on the VIV of a free-spanning pipe is analyzed. The parametric studies show that when the seabed soil has a larger suction area, the pipe vibrates with smaller bending stresses and is safer.While with the increase of the shear strength of the seabed soil, the bending stresses increase and the pipe faces more danger. 展开更多
关键词 free-spanning pipe vortex-induced vibrations nonlinear hysteretic soil model bending stresses
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结构阻尼比识别的功率谱衰减法及其应用 认领 引用 被引量：1
2
作者 封周权 石双发 +3 位作者 张吉仁 华旭刚 王文熙 陈政清 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期327-344,共18页
阻尼是结构耗能减振的主要途径,准确识别阻尼比对结构性能评估与减振设计至关重要。为此,提出了一种新颖的结构阻尼比频域识别方法——功率谱衰减法(Power Spectrum Decrement Method,PSDM),利用结构自由振动响应的高信噪比优势进行阻... 阻尼是结构耗能减振的主要途径,准确识别阻尼比对结构性能评估与减振设计至关重要。为此,提出了一种新颖的结构阻尼比频域识别方法——功率谱衰减法(Power Spectrum Decrement Method,PSDM),利用结构自由振动响应的高信噪比优势进行阻尼比识别。首先,推导了基于响应信号功率谱幅值的阻尼比理论计算公式,该公式同时适用于单模态和多模态结构。其次,通过3个数值算例,验证了PSDM在不同阻尼比和噪声水平下的识别精度与鲁棒性。随后,以斜拉索缩尺动力模型和6层剪切框架模型为研究对象,开展自由振动试验,使用PSDM识别其阻尼比,并与其他文献结果进行对比。最后,将PSDM应用于某大跨度钢-混组合梁斜拉桥的阻尼识别,获取了前9阶模态阻尼比。研究结果表明:对于单自由度结构,PSDM的识别误差均在8%以内;对于多自由度结构,PSDM的最大识别误差仅为5.64%,且在大多数工况下,其识别误差低于其他2种方法(对数衰减法和FFT衰减法),表现出较强的抗噪性能和识别精度。此外,针对拉索和框架结构,PSDM展现出优越的识别精度和效率,证明了其在多类型工程结构及不同测量信号中的适用性。实桥试验进一步验证了PSDM能够充分利用短时自由衰减信号,准确捕捉各阶模态的阻尼比,识别结果分布在0.03%~1.00%之间,呈现一定的离散性,可能与不同传感器通道的信噪比差异有关。考虑到阻尼比识别受多种因素影响,该结果与已有研究的一般规律一致。 展开更多
关键词 桥梁工程 阻尼识别 频域方法 大跨度桥梁 自由振动 车致振动
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基于贝叶斯方法的大跨斜拉桥自由振动阻尼识别 认领 引用 被引量：1
3
作者 张吉仁 封周权 +4 位作者 石双发 宣欣岩 王甜 贺耀北 华旭刚 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第8期84-94,共11页
作为表征结构能量耗散能力的关键物理量,模态阻尼比可以通过人工激振引起的桥梁自由振动响应进行直观且可靠的识别。然而,环境振动和噪声的干扰可能导致识别结果的不确定性。为实现基于自由振动响应的高精度阻尼识别及不确定性量化,文... 作为表征结构能量耗散能力的关键物理量,模态阻尼比可以通过人工激振引起的桥梁自由振动响应进行直观且可靠的识别。然而,环境振动和噪声的干扰可能导致识别结果的不确定性。为实现基于自由振动响应的高精度阻尼识别及不确定性量化,文章提出一种新颖的贝叶斯模态识别方法。该方法基于时域数据的统计特性,构建考虑环境振动和测量噪声干扰的精细化概率模型,将参数识别转化为最大化后验概率问题。该方法不仅能够实现精确的阻尼识别,还能有效量化识别结果的不确定性;结合模态分解技术,显著降低优化求解的计算成本,并通过加速算法在大规模振动数据条件下实现高效且精确的阻尼识别。通过3自由度数值算例验证方法的有效性,并应用于某大跨度斜拉桥的自由振动测试,识别了该桥前5阶模态的阻尼比。结果表明,该方法具有较高准确性,数值算例中阻尼比识别误差均低于10%,变异系数在0.03~0.09,显示了对识别结果进行不确定性量化的必要性。实际桥梁识别结果与文献相符,并能有效量化识别结果的不确定性,显示该方法在大跨桥梁阻尼识别中的良好应用潜力。 展开更多
关键词 大跨度斜拉桥 模态阻尼比 贝叶斯推理 自由振动 不确定性量化
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地铁车站顶板无覆土条件下盾构机吊装关键技术应用研究 认领 引用
4
作者 董艳峰 《现代工程科技》 2026年第2期49-52,共4页
针对长春地铁2号线东盛大街站至东环路站区间始发井周边环境复杂、场地狭窄导致盾构机无法侧位吊装,且车站顶板最大覆土厚度仅1.5 m、难以满足大型履带吊直接上顶板作业安全要求的问题,开展无覆土条件下顶板吊装技术研究。提出“外部荷... 针对长春地铁2号线东盛大街站至东环路站区间始发井周边环境复杂、场地狭窄导致盾构机无法侧位吊装,且车站顶板最大覆土厚度仅1.5 m、难以满足大型履带吊直接上顶板作业安全要求的问题,开展无覆土条件下顶板吊装技术研究。提出“外部荷载扩散+内部竖向支撑”方案,利用围护支撑架设型钢受力平台将荷载传递至主体结构,内部设置重型脚手架作为安全储备,并结合数值模拟与现场监测进行控制。结果表明,该方案成功实现了SCC3500A履带起重机在顶板无覆土条件下的站位与行走,顺利完成了总重超500 t的盾构机组件吊装。监测数据显示,吊装期间车站结构处于弹性工作状态,顶板跨中最大变形量仅为0.8 mm,且未出现结构裂缝。该关键技术安全可行,结构变形及裂缝控制效果理想,有效解决了复杂受限环境下车站顶板承载力不足的吊装难题,可为类似工况施工提供借鉴。 展开更多
关键词 盾构机吊装 大跨无柱 车站顶板 无覆土 变形控制
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大跨度钢结构厂房悬挑板免支模施工技术探讨 认领 引用
5
作者 王辉 李攀 《工程技术研究》 2026年第1期90-92,共3页
针对大跨度钢结构厂房传统悬挑板支模工艺工期长、成本高、安全风险突出的问题,免支模施工技术以钢结构为永久受力载体,实现施工流程简化与结构性能优化的双重目标。文章以某厂房A车间为例,系统分析该技术的核心特点,从受力骨架搭设、... 针对大跨度钢结构厂房传统悬挑板支模工艺工期长、成本高、安全风险突出的问题,免支模施工技术以钢结构为永久受力载体,实现施工流程简化与结构性能优化的双重目标。文章以某厂房A车间为例,系统分析该技术的核心特点,从受力骨架搭设、预埋施工、混凝土现浇及养护等环节展开论述。实践表明,该技术通过合理选择受力骨架体系、简化荷载传递路径、优化施工流程,能够确保钢结构施工质量与安全。 展开更多
关键词 大跨度钢结构厂房 悬挑板 免支模 钢-混组合结构
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大跨斜拉桥自由振动阻尼识别与不确定性分析 认领 引用 被引量：4
6
作者 封周权 石双发 +3 位作者 张吉仁 贺耀北 王甜 华旭刚 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2025年第1期12-23,共12页
结构阻尼比对桥梁抗风设计和减振控制至关重要.对数衰减法作为一种经典的阻尼比识别方法,尽管应用广泛,但受噪声等因素影响,衰减周期数的选择会显著影响阻尼比的识别精度.为了提升对数衰减法在工程中的适用性,首先建立了对数衰减法的不... 结构阻尼比对桥梁抗风设计和减振控制至关重要.对数衰减法作为一种经典的阻尼比识别方法,尽管应用广泛,但受噪声等因素影响,衰减周期数的选择会显著影响阻尼比的识别精度.为了提升对数衰减法在工程中的适用性,首先建立了对数衰减法的不确定性分析理论模型,推导出最优衰减周期数的理论计算式以及恒定的最优振幅比.其次,通过单自由度数值算例验证了所提方法的有效性和鲁棒性.最后,将解析模态分解法与所提方法相结合,并将其应用于某大跨度钢混组合梁斜拉桥的阻尼比识别.研究结果表明,最优衰减周期数对应于最大振幅衰减至0.3299倍时,阻尼比识别的不确定性最小.由于振幅依赖性影响,识别所得大跨度钢混组合梁斜拉桥的阻尼比结果相对离散,但均约为1%,与公路桥梁抗风规范推荐值接近.该研究成果为对数衰减法的工程应用提供了借鉴. 展开更多
关键词 大跨斜拉桥 阻尼识别 对数衰减法 自由振动 不确定性量化 信号分解
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千米级跨度桥上无缝线路实际锁定轨温测试方法研究 认领 引用
7
作者 张雅楠 高亮 钟阳龙 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2025年第9期233-243,共11页
实际锁定轨温的准确测量对于保障高速铁路运营安全和指导线路养护维修至关重要。以五峰山长江大桥为背景,通过现场实测数据分析了线路运营前后的实际锁定轨温变化规律及原因;基于有限元理论,建立了无缝线路-千米级跨度悬索桥空间耦合模... 实际锁定轨温的准确测量对于保障高速铁路运营安全和指导线路养护维修至关重要。以五峰山长江大桥为背景,通过现场实测数据分析了线路运营前后的实际锁定轨温变化规律及原因;基于有限元理论,建立了无缝线路-千米级跨度悬索桥空间耦合模型,分析了温度、车辆荷载下的桥梁纵向、垂向空间变形及桥上无缝线路纵向附加力间的映射关系,在此基础上提出了适用于千米级跨度桥上无缝线路实际锁定轨温的测试方法。结果表明:千米级跨度桥上无缝线路复杂且较大的附加力,致使现有测试手段无法获得线路真实的、准确的实际锁定轨温。主跨各点的伸缩力与桥梁的纵向位移、挠曲力与桥梁垂向变形、温度与温度挠曲力、伸缩附加力均呈显著的线性映射关系;并基于映射关系提出了一种可剔除附加力影响的实际锁定轨温监测方法。研究成果可为千米级跨度桥上无缝线路的监测测点布置及养护维修提供参考。 展开更多
关键词 铁道工程 无缝线路 有限元理论 梁-轨相互作用 实际锁定轨温 千米级跨度铁路桥梁
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基于非恒定流冲刷的河底悬跨管道涡激振动响应试验研究 认领 引用 被引量：3
8
作者 高鸣 付长静 蒲开心 《水道港口》 2025年第6期875-884,共10页
在洪水期暴雨等非恒定流条件下,管道下方的砂质河床发生局部冲刷的几率大大增加,河底管道悬跨段也更容易发生频率锁定的现象。拟针对洪水期暴雨的非恒定流条件下的管道进行模型试验,探究洪峰流量、洪峰类型、管道直径及悬跨间隙比对于... 在洪水期暴雨等非恒定流条件下,管道下方的砂质河床发生局部冲刷的几率大大增加,河底管道悬跨段也更容易发生频率锁定的现象。拟针对洪水期暴雨的非恒定流条件下的管道进行模型试验,探究洪峰流量、洪峰类型、管道直径及悬跨间隙比对于管道下方河床冲刷深度的影响,并在此基础上探究不同水流条件和管道条件下的悬跨管道涡激振动响应情况,为理论研究和数值模拟提供参考。研究结果表明:冲刷深度与管道直径、洪峰流量和悬跨间隙比呈正相关;管道振动应变幅度与洪峰流量和间隙比呈正相关,与管道直径呈负相关;管道振动频率与管道直径呈负相关,和来流流量呈正相关。洪峰数量越多,达到相同冲刷状态的时间越短;多洪峰与单洪峰在相同来流流量的情况下,管道的振动幅度几乎一致。 展开更多
关键词 悬跨管道 非恒定流 局部冲刷 涡激振动 洪峰流量 间隙比 振动幅度 管道运输
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重荷载大跨度无柱地铁站地下换乘空间结构设计 认领 引用 被引量：1
9
作者 杨思谋 高玉坤 《建筑结构》 北大核心 2025年第6期26-30,共5页
鹤洞东站为广州地铁十一号线与佛山地铁十一号线(规划)的换乘站,在功能上要求换乘公共区为43.3m×28.7m大跨度无柱空间。其中广州地铁十一号线车站位于芳村大道南下方,路面交通繁忙,地下管线多且部分管线埋深较深,车站顶板的覆土厚... 鹤洞东站为广州地铁十一号线与佛山地铁十一号线(规划)的换乘站,在功能上要求换乘公共区为43.3m×28.7m大跨度无柱空间。其中广州地铁十一号线车站位于芳村大道南下方,路面交通繁忙,地下管线多且部分管线埋深较深,车站顶板的覆土厚,工程条件复杂,具有“重荷载大跨度无柱地下换乘空间”的特点。对结构方案选型、构件形式、关键节点方案、结构分析等进行介绍。结果表明,结构设计安全可靠,满足既有复杂环境的要求。 展开更多
关键词 地下空间 重荷载 大跨度 无柱
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多跨多层点阵夹芯梁自由振动分析 认领 引用
10
作者 钟志豪 李蒙 李映辉 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2025年第2期520-530,共11页
目前,针对多层夹芯梁的振动分析,特别是多跨条件下多层点阵夹芯梁的研究还很少.本文使用假设模态法(Assumed Modes Method,AMM),将多跨多层点阵夹芯梁模态振型假设为通过插值函数修正的均匀梁模态振型.在结构动力学建模过程中,采用Redd... 目前,针对多层夹芯梁的振动分析,特别是多跨条件下多层点阵夹芯梁的研究还很少.本文使用假设模态法(Assumed Modes Method,AMM),将多跨多层点阵夹芯梁模态振型假设为通过插值函数修正的均匀梁模态振型.在结构动力学建模过程中,采用Reddy三阶剪切变形理论(Third-order Shear Deformation Theory,TSDT),推导了多层夹芯梁的变形关系,并利用哈密顿原理得出了多跨多层点阵夹芯梁的运动方程.计算得到的多跨多层点阵夹芯梁固有频率与有限元分析结果吻合良好,表明本文方法适用于求解多跨多层点阵夹芯梁的自由振动问题.文中着重分析了结构跨长比和跨数的改变对多跨多层点阵夹芯梁振动特性的影响规律. 展开更多
关键词 多层点阵夹芯梁 多跨结构 Reddy三阶剪切理论 自由振动 假设模态法
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Effect of Internal Flow on Vortex-Induced Vibration of Submarine Free Spanning Pipelines 认领 引用 被引量：14
11
作者 娄敏 丁坚 +1 位作者 郭海燕 董晓林 《China Ocean Engineering》 SCIE EI 2005年第1期147-154,共8页
At present, most researches on the vortex-induced vibration of submarine free spanning pipelines ignore the effect of internal flowing fluid; furthermore, there are no research reports considering the coupling effect ... At present, most researches on the vortex-induced vibration of submarine free spanning pipelines ignore the effect of internal flowing fluid; furthermore, there are no research reports considering the coupling effect of internal and external fluid with the free span. In this paper, combining Iwan's wake oscillator model with the differential equation derived for the dynamic response of submarine free spanning pipelines with inclusion of internal flow, the pipe-fluid coupling equations are developed to investigate the effect of internal flow on the vortex-induced vibration of the free spans. The finite element approximation is implemented to derive the matrix equations of equilibrium. The Newmark method combined with simple iteration is used to solve the system of equations. The results indicate that the internal fluid flow may cause the shift of resonance band to the lower frequency and a slight decrease in the peak value; the effect will be more pronounced with the increase of the span length and can be weakened in the presence of the axial tension. 展开更多
关键词 vortex-induced vibration internal flow free span submarine pipelines
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悬跨海底电缆涡激振动特性及疲劳损伤分析 认领 引用 被引量：14
12
作者 朱俊杰 陈卫东 +2 位作者 任冰 王永学 王国玉 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第5期116-127,共12页
悬跨海底电缆作为细长柔性结构,在静力平衡状态下具有一定的垂度,在水流作用下的涡激振动特性与海底管线和海洋立管等结构也有很大的不同,其振动模态受垂跨比影响很大。通过物理模型试验开展了不同垂跨比下悬跨海缆的涡激振动和疲劳损... 悬跨海底电缆作为细长柔性结构,在静力平衡状态下具有一定的垂度,在水流作用下的涡激振动特性与海底管线和海洋立管等结构也有很大的不同,其振动模态受垂跨比影响很大。通过物理模型试验开展了不同垂跨比下悬跨海缆的涡激振动和疲劳损伤特性研究。试验模型按照水弹性相似准则设计,试验中测量了不同流速下海缆模型产生涡激振动时的应变历时数据,采用模态分析法获得了模型涡激振动时的振动模态和振幅。分析了不同流速下海缆模型的振动模态、应变和疲劳损伤的变化和分布特征。试验结果表明:垂跨比显著影响了海缆的涡激振动模态和应变幅值大小。在本试验流速范围内,对一定长度的悬跨海缆模型,当垂跨比较大时,随着流速的增大,模型涡激振动的主响应振动依次出现反对称1阶和对称1阶模态;当垂跨比较小时,模型涡激振动的主响应模态依次出现反对称1阶和对称2阶模态。当涡激振动主响应模态为反对称1阶时,疲劳损伤最大值达到0.1~0.7。 展开更多
关键词 海底电缆 悬跨 涡激振动 模态分析 疲劳损伤
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海底悬跨管道形成及破坏机理 认领 引用 被引量：17
13
作者 谢英 麻秀芬 宁海峰 《油气储运》 CAS 北大核心 2017年第12期1436-1442,共7页
海底管道悬跨段的出现将会增加管道所受载荷作用力,使管道更易发生破坏。基于海底悬跨管道的特征,简要分析了海底管道的悬跨机理,总结了悬跨段在重力、浮力、波浪力及海流力作用下的破坏机理和研究现状,并对悬跨管道研究的发展趋势进行... 海底管道悬跨段的出现将会增加管道所受载荷作用力,使管道更易发生破坏。基于海底悬跨管道的特征,简要分析了海底管道的悬跨机理,总结了悬跨段在重力、浮力、波浪力及海流力作用下的破坏机理和研究现状,并对悬跨管道研究的发展趋势进行了展望。结果表明:分析不同结构形式的海底管道在复杂荷载联合作用下的变形和破坏已成为海底管道悬跨段研究的重要发展方向;今后有必要系统地研究流场特性和地震动特性对管道周围流场和受力的影响规律,计算更复杂约束下海底悬跨管道的允许悬跨长度,以及从多种判定依据着手分析比较海底管道允许悬跨长度,并得到相应判定依据的适用范围。 展开更多
关键词 海底管道 悬跨 冲刷 波浪 海流 涡激振动
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Experimental Study on Free Spanning Submarine Pipeline Under Dynamic Excitation 认领 引用 被引量：11
14
作者 李昕 刘亚坤 +2 位作者 周晶 马恒春 朱彤 《China Ocean Engineering》 SCIE EI 2002年第4期537-548,共12页
Seismic load has a significant effect on the response of a free spanning submarine pipeline when the pipeline is constructed in a seismically active region. The model experiment is performed on an underwater shaking t... Seismic load has a significant effect on the response of a free spanning submarine pipeline when the pipeline is constructed in a seismically active region. The model experiment is performed on an underwater shaking table to simulate the response of submarine pipelines under dynamic input. In consideration of the effects of the terrestrial and submarine pipeline, water depth, support condition, distance from seabed, empty and full pipeline, and span on dynamic response, 120 groups of experiments are conducted. Affecting factors are analyzed and conclusions are drawn for reference. For the control of dynamic response, the span of a submarine pipeline is by far more important than the other factors. Meanwhile, the rosponse difference between a submarine pipeline under sine excitation and that under random excitation exists in experiments. 展开更多
关键词 free spanning submarine pipeline underwater shaking table model experiment dynamic response factor analysis
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考虑阻尼海底悬跨段管道的动力特性及允许悬空长度 认领 引用 被引量：14
15
作者 杨新华 郭海燕 +1 位作者 娄敏 傅强 《海洋工程》 北大核心 2005年第1期1-5,共5页
以海底悬跨段输液管道为研究对象,考虑管道结构阻尼、流体附加阻尼、管内流体流动及管道轴向力和压强的作用,对其进行受力分析,导出管道振动微分方程,进而得到管道动力特性方程。用Hermit插值函数对管道的动力特性方程进行离散得到有限... 以海底悬跨段输液管道为研究对象,考虑管道结构阻尼、流体附加阻尼、管内流体流动及管道轴向力和压强的作用,对其进行受力分析,导出管道振动微分方程,进而得到管道动力特性方程。用Hermit插值函数对管道的动力特性方程进行离散得到有限元表达式,采用复模态分析法,求得管道的自振频率。为防止管道发生横向涡激振动,用约化速度作为控制条件,确定管道允许悬空长度。结果表明,管道允许悬空长度随着内流流速、轴向压力和管内压强的增加而减小,随着轴向拉力的增加而加大。 展开更多
关键词 海底管道 涡激振动 悬空长度 阻尼
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海底输液管道内流、轴向力和压强对允许悬空长度的影响 认领 引用 被引量：16
16
作者 娄敏 郭海燕 +1 位作者 杨新华 傅强 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2006年第2期341-344,共4页
以海底悬跨段输液管道为研究对象,考虑管内流体流动及管道轴向力和压强的作用,对其进行受力分析,导出管道振动微分方程。由于内流流速项的影响,使得导出的管道振动微分方程不能用振型分解法直接求解,故本文将解表示为具有正弦和余弦的... 以海底悬跨段输液管道为研究对象,考虑管内流体流动及管道轴向力和压强的作用,对其进行受力分析,导出管道振动微分方程。由于内流流速项的影响,使得导出的管道振动微分方程不能用振型分解法直接求解,故本文将解表示为具有正弦和余弦的对称和反对称的各个空间振型的总和,从而求出悬跨段管道固有频率。为防止管道发生横向涡激振动,用约化速度作为控制条件,求解出管道允许悬空长度。结果表明,管道允许悬空长度随着内流流速、轴向压力和管内压强的增加而减小,随着轴向拉力的加大而增大。 展开更多
关键词 海底管道 涡激振动 悬空长度
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海底悬跨管道二次挖沟结构响应演变 认领 引用 被引量：5
17
作者 刘绪都 李明昊 +2 位作者 冯新 刘锦昆 李昕 《油气储运》 CAS 北大核心 2022年第8期924-930,共7页
海底悬跨管道在二次挖沟过程中与周边土体发生复杂的管-土相互作用,其结构响应机理尚缺乏理论与试验研究。基于弹性力-重力相似律设计海底管道模型,采用分布式光纤传感器测量管道全长的应变响应,开展海底悬跨管道二次挖沟物理模拟试验... 海底悬跨管道在二次挖沟过程中与周边土体发生复杂的管-土相互作用,其结构响应机理尚缺乏理论与试验研究。基于弹性力-重力相似律设计海底管道模型,采用分布式光纤传感器测量管道全长的应变响应,开展海底悬跨管道二次挖沟物理模拟试验。结果表明:随着悬跨长度的增大,管道跨中及两侧反弯段应力集中趋于显著;在二次挖沟过程中,在管道触地后,将以跨中与两侧坡肩为边界形成两个新的不对称悬跨,跨中及两侧反弯段应力释放明显;此后随着开挖长度继续增大,两个新悬跨跨中应力集中位置不断向管道两端平移,两侧反弯段应力集中位置也分别向两端平移且趋于稳定。研究结果可为海底悬跨管道的治理提供理论依据。 展开更多
关键词 海底悬跨管道 二次挖沟 分布式光纤 应力集中 应力释放
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双层海底管道悬跨振动特性模拟分析 认领 引用 被引量：3
18
作者 朱红卫 盛积良 +3 位作者 姜诗源 李新宏 陈国明 智晨潇 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期190-197,共8页
针对双层海底管道悬跨问题,在充分考虑内外管相互作用的基础上,采用ANSYS软件建立了双层海底管道悬跨振动分析的有限元模型,并对双层管等效成单层管的简化方法及建模方式进行了研究。针对结构非线性、悬跨长度、管土接触长度及海流等因... 针对双层海底管道悬跨问题,在充分考虑内外管相互作用的基础上,采用ANSYS软件建立了双层海底管道悬跨振动分析的有限元模型,并对双层管等效成单层管的简化方法及建模方式进行了研究。针对结构非线性、悬跨长度、管土接触长度及海流等因素的影响,对悬跨管线静态及动态响应进行了分析,对影响悬跨管道最大应力位置的因素及变化规律进行了研究,并对双层管与等效单层管的振动特性进行了比较。结果表明:双层管自振频率、跨中静态最大位移量和最大应力的变化对较小管土接触长度敏感,同时由于受悬跨长度和海流速度影响较大,双层管较等效单层管更易引起涡激共振;等效单层管随悬跨长度增大更易发生塑性变形而失效;采用等效单层管替代双层管的方法仅在一定跨长范围内适用。本文研究对双层海底管道悬跨振动特性的研究具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 双层海底管道 悬跨 振动 动态响应 管土接触长度 悬跨长度 海流速度 自振频率 最大位移量 最大应力
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段塞流作用下海底悬跨管道涡激振动特性分析 认领 引用 被引量：8
19
作者 李效民 李胜 +1 位作者 顾洪禄 郭海燕 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期37-43,146,共7页
对海底悬跨管道在段塞流和涡激振动(VIV)耦合作用下的动力响应进行了数值模拟。基于向量式有限元(VFIFE)法考虑内部段塞流动,结合尾流振子模型建立了海底悬跨管道涡激振动分析模型,研究了不同Taylor气泡或液塞平移速度(vT=3~5 m/s)... 对海底悬跨管道在段塞流和涡激振动(VIV)耦合作用下的动力响应进行了数值模拟。基于向量式有限元(VFIFE)法考虑内部段塞流动,结合尾流振子模型建立了海底悬跨管道涡激振动分析模型,研究了不同Taylor气泡或液塞平移速度(vT=3~5 m/s)、不同液塞长度(LS=15 D~45D)下悬跨管道的横向振动特性。结果表明:海底悬跨管道涡激振动的锁振区间受段塞流作用的影响有向后延展的趋势;Taylor气泡平移速度的增加、液塞长度的减小会显著增加锁振区间;液塞长度的增长将会增大管道振动响应幅值。 展开更多
关键词 悬跨管道 段塞流 涡激振动(VIV) 向量式有限元(VFIFE)法
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基于管内主动激励的管道悬空检测模拟分析 认领 引用 被引量：6
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作者 张行 杜书强 +3 位作者 张仕民 廖宁生 唐彪 卢娜 《石油机械》 2017年第8期105-110,共6页
天然气管线悬空段的出现会对管线安全造成极大威胁。为了检测管线是否出现悬空段,基于ADAMS动力学分析软件,采用模态分析的方法,分析了基于管内主动激励下天然气管道悬空段与敷设段的动力响应特性,研究了激励参数及环境参数的变化对管道... 天然气管线悬空段的出现会对管线安全造成极大威胁。为了检测管线是否出现悬空段,基于ADAMS动力学分析软件,采用模态分析的方法,分析了基于管内主动激励下天然气管道悬空段与敷设段的动力响应特性,研究了激励参数及环境参数的变化对管道1阶共振频率的影响规律。研究结果表明:悬空段长度对管道的1阶共振频率有较大影响,悬空段长度越长,共振频率越低;随着悬空段长度的增加,共振频率逐渐减小,出现共振频率的平移现象,可通过振动频响函数图中的第1阶共振频率的改变来判断管道的悬空状况。所得结论有助于推动管道悬空内检测技术的发展。 展开更多
关键词 天然气管道 悬空检测 ADAMS 主动激励 模态分析 仿真模拟
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