45度大倾角倾斜柔性圆柱涡激振动不相关原则实验验证

来源：振动与冲击杂志2017年第7期北京时间：

作者：徐万海，马烨璇，杜杰，罗浩

单位：天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津, 300072

摘要：涡激振动是诱发海洋立管、海底管道与海洋风机系泊缆线等细长柔性圆柱结构疲劳损伤的重要因素。已有研究大多关注结构轴向与来流垂直的情况，实际的海洋工程中，圆柱结构轴向与来流并不完全垂直，存在一定倾斜角度。针对这种复杂的情况，倾斜圆柱涡激振动的不相关原则被提出，即假定倾斜圆柱涡激振动与来流速度在结构轴向的垂直方向投影分量引起的垂直圆柱情况等价。然而，不相关原则的正确与否至今仍然存在争议。本文为了论证倾斜柔性圆柱涡激振动不相关原则的正确性，设计了室内模型实验，开展了长径比为350，倾角为45o的倾斜柔性圆柱涡激振动实验，采用应变传感器测量结构应变信息，运用模态分析法对实验数据进行处理。通过倾斜圆柱与垂直圆柱的实验结果对比，发现在控制模态转化区域，倾斜圆柱更容易被激发高阶模态，同时倾斜圆柱与垂直圆柱在测点处的应变和位移差异较大，并均出现高频特征。最终得出了较大倾角状态下倾斜柔性圆柱涡激振动不相关原则不成立的结论。<br>

关键词：倾斜柔性圆柱；模态分析法；涡激振动；不相关原则；