《考慮鬆弛-張緊效應深海系纜衝擊張力研究》是依託天津大學，由張素俠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：考慮鬆弛-張緊效應深海系纜衝擊張力研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張素俠
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在深海採油系統中，當系泊的平台浮體發生大幅運動時，系泊纜繩會發生鬆弛-張緊的變化，引起纜繩內張力的迅速增大，導致纜繩的破壞。本研究針對系纜的實際布置狀況，考慮系纜鬆弛-張緊效應，建立系纜鬆弛-張緊狀態的動力學方程。研究纜繩內質點的運動特性，分析纜繩上不同位置的運動速度和加速度，確定平台浮體運動引起的鬆弛-張緊過程纜繩上運動最劇烈位置，分析該位置的衝擊運動動力特性，包括運動失穩、概周期、分岔和混沌運動。研究纜繩鬆弛-張緊過程衝擊張力的變化規律，考慮纜繩大變形，分析纜繩的不同位置處的衝擊張力與纜繩運動、速度和加速度之間的關係，確定引起纜繩衝擊張力時浮體運動的臨界參數域。本成果可揭示高海情下纜繩鬆弛-張緊過程的複雜動力學特性和轉變機理，發現系泊系統更為複雜的動力學行為及其發生的條件，揭示纜繩破壞的機理和控制方法，為海洋工程系泊系統的設計和安全評估奠定理論基礎。
結題摘要
在深海採油系統中，當系泊的平台浮體發生大幅運動時，系泊纜繩會發生鬆弛-張緊的變化，引起纜繩內張力的迅速增大，導致纜繩的破壞。 本研究針對系纜的實際布置狀況，考慮系纜鬆弛-張緊效應，建立了系纜鬆弛-張緊狀態的動力學方程，分析了系纜的運動特性，發現系泊系統在鬆弛-張緊狀態的運動與鬆弛、張緊不同，存在概周期和倍周期運動。採用雙曲函式展開法，計算得到了系纜的張力曲面，發現系統中存在多解現象，而鬆弛-張緊的出現是其中的兩種。採用實驗方法，研究了系纜鬆弛-張緊情況下的張力問題，測試得到了不同參數條件下的衝擊張力；測試分析了纜繩內張力的波動特性，得到激勵端與固定端的張力有相位差，發現其大小與纜繩長度、激勵頻率、纜繩材料等因素有關。設計了三維非接觸式測量系統，測試得到纜繩的倍周期運動特性，證明纜繩的運動特性分析的正確性。本文的一些研究方法在斜拉索橋的拉索、覆冰輸電導線舞動等方面也得到了套用。 本項目的研究成果，目前發表論文12篇，其中sci檢索論文4篇，Ei檢索論文9篇，培養畢業碩士研究生3名，在讀博士生2名。
