参数激励下深海立管多模态耦合振动特性分析

由于浮体升沉运动影响，引起立管在水平方向上发生参数激励振动。参激振动可以引起平衡位置的不稳定性，如果系统参数组合落在不稳定区域，将导致立管振动破坏。针对简谐参数激励，建立立管横向振动方程，考虑立管内部张力沿轴线变化，立管固有频率和振型发生变化，参激振动出现模态耦合效应。采用Floquet理论分析了立管无阻尼和有阻尼时的参激稳定性，计算了临界参数激励下的动力响应。与单模态参激振动对比表明，同等阻尼下，模态耦合参激振动不稳定区域显著增大，更易发生参激共振。多模态耦合参激振动发生时，小激励也能激起大响应，特别是弯曲应力将显著增大。