基于弹性波理论的深水吊缆非线性运动研究

针对深水吊缆非线性运动特性,基于弹性波理论建立了吊缆的动态模型,推导出吊缆的非线性运动方程,采用有限差分方法进行求解,与文献的试验值比较,结果吻合较好,验证了求解方法的准确性和可靠性;以谐波运动作为初始激励,计算不同水深时的吊载垂向运动响应并进行频谱分析,结果表明吊载的垂向运动响应时历为明显的非线性运动;同时给出了缆长4 500 m和3 000 m吊载处的垂向位移的计算结果,发现随着激励周期增加,3 000 m时吊载处的垂向位移幅值要大于4 500 m,且相差程度越来越大。     

深水吊缆非线性垂向运动响应分析

针对深水吊装过程中吊缆及吊载在外部扰动作用下的运动幅值较大,运动特性呈现较强的非线性问题,提出基于Hamilton原理求解吊缆非线性运动响应的方法,建立吊缆的非线性运动方程,采用有限差分方法进行求解,与文献的试验值比较,结果吻合较好,验证求解方法的准确性和可靠性。以4 500 m缆长为例,对不同吊缆上端激励周期下吊缆不同位置处的缆张力、垂向位移进行计算分析,结果表明,当吊缆长度较大时,缆张力及吊缆垂向位移在整个吊缆内不是均匀分布的,缆张力及垂向位移的传播呈现明显的波动现象,且随着吊缆长度和上端激励周期的增加,波动的幅值及变化剧烈程度逐渐减小。