陆 凯，窦培林，伍加凯

(江苏科技大学，江苏 镇江 212003)

0 引 言

对管道系统进行模态分析是动态分析中较为重要的一环，通过模态分析计算结果可以得出管道的各阶振动频率，将其与管道固有频率进行对比，能直观地看出两者的差距，同时能通过Caesar II软件简洁明了得到各阶频率下管道的振动情况，有针对性地对管道支吊架进行调整，使其激振频率避开管道系统最重要的前几阶固有频率，最大可能性的减缓管道的振动[1-2]。本文以H1468新一代通用型FPSO的压载水管道系统为研究对象，对压载水系统进行模态分析及改进设计。

1 管道的模态分析及改进设计

1.1 模态分析理论

管道的模态分析主要是用来分析管道的振动性能，用来研究管道自身的的一些基本动力特性，比如管道的各种固有频率和振型。这些基本动力特性也是其他动力分析的基础，如谐波分析、反应谱分析、抗震分析等。

模态分析的目的主要是求解系统的模态参数（如模态频率、模态振型等等），以获得系统的振动特性。通过将系统的运动微分方程组中的物理坐标转化为模态坐标，然后对方程组进行解耦，最终得到系统的模态参数[3]。

为了得到通用型FPSO压载水管道的模态参数，在不改变数据相对大小的前提下将对其离散化，离散化后的管道系统可以看做一个多自由度系统，则其振动微分方程为：

式中：{x} 为 广义坐标矩阵； [M]为 系统质量矩阵；[C]为系统阻尼矩阵； [K] 为 系统刚度矩阵；{x˙} ，{x¨}分别为速度矩阵和加速度矩阵。……