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原文传递有损伤输流管振动研究

论文题名：	有损伤输流管振动研究
关键词：	裂纹管道;振动特性;移动质量;结构分析
摘要：	管道作为一种重要的结构形式,普遍应用于化工和油气储运等工程领域。在大力开采海洋油气资源的今天,海底管道已成为海洋油气集输的最重要方式,连接海上油气田开发的上游和下游,被誉为海洋油气田生命线工程。然而,恶劣的海洋环境使得海底管道不可避免地产生凹痕、裂纹等各种损伤。损伤的累积和扩展将导致管道抗力不断衰减,突发情况下甚至引起海底管线的破裂。这种安全事故不仅对国家造成巨大的经济损失,而且严重污染海洋环境,使局部生态平衡遭到破坏,造成恶劣的社会影响。因此,采用有效的技术手段对海底管道进行结构分析、监测诊断以及安全评价具有重要的理论意义和实用价值。本文针对裂纹管道的振动特性开展了理论研究,其主要内容包括: 　　(1)基于断裂力学理论与应变能释放原理,推导了裂纹的局部柔度矩阵。　　(2)研究了张开式裂纹和移动质量对有内流及自由端附加质量的悬臂损伤输流管振动特性的影响,通过欧拉-伯努利梁理论分析悬臂损伤梁。采用拉格朗日方法推导运动方程并通过数值求解。裂纹截面被表示为连接两侧未损伤管段的局部柔度矩阵,也就是将裂纹模拟为转动弹簧,局部柔度矩阵定义了裂纹截面处力和位移的关系。研究了损伤程度参数,损伤位置参数,移动质量及其速度,内流速度,自由端附加质量及其转动惯量以及这些因素的耦合对悬臂损伤输流管模态,频率比,自由端位移的影响。　　(3)研究了张开式裂纹和移动质量对有内流的简支损伤输流管振动特性的影响,通过欧拉-伯努利梁理论分析简支损伤梁。采用拉格朗日方法推导运动方程并通过数值求解。裂纹截面被表示为连接两侧未损伤管段的局部柔度矩阵,也就是将裂纹模拟为转动弹簧,局部柔度矩阵定义了裂纹截面处力和位移的关系。研究了损伤程度参数,损伤位置参数,移动质量及其速度,内流速度以及这些因素的耦合对简支损伤梁振动模态,频率比,跨中位移的影响。
作者：	益圣强
专业：	防灾减灾工程及防护工程
导师：	徐思朋
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中国海洋大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文