胡家顺，孙文勇，周 晶

(1.中国石油集团安全环保技术研究院安全技术研究所，北京 100083;2.大连理工大学 海岸和近海工程国家重点试验室，大连 116024)

含圆周非贯穿裂纹悬臂管道的振动分析与裂纹识别

胡家顺1，孙文勇1，周 晶2

(1.中国石油集团安全环保技术研究院安全技术研究所，北京 100083;2.大连理工大学 海岸和近海工程国家重点试验室，大连 116024)

根据线性断裂力学理论和应变能释放原理，推导了含圆周非贯穿裂纹管道在轴力、剪力和弯矩等荷载作用下的局部柔度系数方程，利用适应性Simpson方法编写了数值积分程序进行局部柔度系数求解，建立了含裂纹管道的二维有限元模型进行含裂纹悬臂管道的振动特性分析，应用等值线图原理进行了悬臂管道的裂纹识别。研究结果表明:裂纹模型克服了当前裂纹模型仅针对特定的荷载模式或非空心截面的缺陷，基于等值线图法能有效识别含裂纹悬臂管道的裂纹位置、深度。

振动分析;裂纹识别;局部柔度;管道;裂纹

海洋结构如海底管道、海洋平台通常是由金属管道焊接而成，随着服役年限的增长，管道在静力和交变的动力荷载作用下将出现裂纹。结构的初始裂纹是不易被发现的，但裂纹扩展往往导致重大灾难性事故的发生，如管道断裂、平台倒塌。裂纹的存在某种程度上决定着结构的安全性，而安全性是工程结构最基本的要求。因此，含裂纹管道的力学分析和裂纹识别应受到足够重视。

荷载作用下，结构中裂纹尖端附近区域出现应变能集中，引起了结构局部柔度的变化。……