海底悬空管道振动特性研究

受管道处海床的冲刷,立管与水平管道连接处常出现管道悬空,严重影响海底管道的安全运行。当管道悬空段较长时,抵抗变形的能力变弱,在管道自身和外部载荷等因素的综合作用下易发生破坏,造成巨大的经济损失和环境污染。在研究中基于土壤的Winkler线性理论,把管道与地基的相互作用用等距离的相同弹簧来代替;考虑轴向力、内压、外流和土壤刚度系数等因素的作用,根据Hamilton原理,建立振动微分方程;利用ANSYS有限元对三维海底悬空管道进行数值模拟和振动特性研究,分析轴向力、内压、外流和土壤刚度等因素对海底悬空管道振动特性的影响,计算出悬空管道的固有频率和临界长度。