隔水管橫向振動特性與浮力塊配置優(yōu)化
發(fā)布時間:2018-01-09 11:31
本文關(guān)鍵詞:隔水管橫向振動特性與浮力塊配置優(yōu)化 出處:《燕山大學》2016年碩士論文 論文類型:學位論文
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【摘要】:隔水管是連接海上鉆井平臺與海底井口的重要設備,處于復雜惡劣的海洋環(huán)境中,疲勞破壞問題日漸突出。橫向振動是導致隔水管疲勞破壞的重要因素,而浮力塊配置對橫向振動有很大影響,因此研究隔水管橫向振動特性與浮力塊配置優(yōu)化具有重大的理論與實際意義。本文主要開展了以下幾方面的工作:首先,研究了隔水管的工作載荷與環(huán)境載荷,建立了隔水管橫向振動的力學模型。其次,針對目前解析法研究隔水管橫向自由振動力學所存在的不足:將隔水管實際所受的軸向分布載荷按比例簡化到隔水管頂端的集中力;本文綜合考慮了軸向分布力與頂張力的共同作用,建立了隔水管橫向振動的力學與數(shù)學模型,利用分離變量法將四階偏微分方程簡化為四階變系數(shù)常微分方程;采用積分法求解四階變系數(shù)常微分方程,建立了一種求解隔水管橫向自由振動固有頻率及振型的解析法。然后,針對浮力塊安裝在隔水管的實際位置,考慮了隔水管軸向分布力隨軸向位置的變化,將隔水管柱簡化為承受不同軸向分布力作用的組合桿柱,建立了配置浮力塊后隔水管橫向振動的偏微分方程組、邊界條件及連續(xù)條件,并基于分離變量法求解偏微分方程組,利用積分法求解,得到浮力塊作用下隔水管橫向振動頻率的解析解。最后,利用有限元法仿真了浮力塊作用下隔水管的模態(tài);分析了浮力塊數(shù)量、長度及安裝位置對浮力塊位移及應力的影響。
[Abstract]:In this paper , the problem of transverse vibration of riser is studied by using the method of integral method to solve the problem of transverse vibration of riser . The method of integral method is used to solve the problem of transverse vibration of riser .
【學位授予單位】:燕山大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:P756.2;TB53
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本文編號:1401242
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