大連理工大學張亞輝老師

發布時間: 2022-04-18 19:01:03

㈠張亞輝的代表著作

林家浩，張亞輝，隨機振動的虛擬激勵法，科學出版社，2004年9月
Lin JH（林家浩），Zhang YH（張亞輝），Vibration and Shock Handbook, Chapter 30：「Seismic Random Vibration of Long-span Structures」.《振動與沖擊手冊》第30章「大跨度結構隨機地震動」，美國CRC出版社，Boca Raton, FL，2005年6月
張亞輝，林家浩，結構動力學基礎．大連：大連理工大學出版社，2007
張亞輝，張守雲，趙岩，宋剛，林家浩．橋梁受移動荷載動力響應的一種精細積分法．計算力學學報，2006，23：290-294
Y. H. Zhang, J. H. Lin, F. W. Williams, Q. S. Li. Wave Passage Effect of Seismic Ground Motions on the Response of Multiply Supported Structures. Structural Engineering and Mechanics, 2005, 20(6): 655-672
張亞輝，李麗媛，陳艷，林家浩．大跨度結構地震行波效應研究．大連理工大學學報，2005，45：480-486
Lin Jiahao（林家浩）, Zhang Yahui（張亞輝）, and Zhao Yan（趙岩）. Seismic spatial effects on long-span bridge response in nonstationary inhomogeneous random fields. Earthquake Engineering and Engineering Vibration (EEEV), 4(1):75-82 (2005)地震工程與工程振動（英文版）
J. H. Lin Y. H. Zhang, Q .S. Li, F. W. Williams. Seismic Spatial Effects for Long-Span Bridges, using the Pseudo Excitation Method. Engineering Structures, 2004, 26(9): 1207-1216
Q. S. Li, Y. H. Zhang, J. R. Wu, J. H. Lin. Seismic Random Vibration Analysis of Tall Buildings. Engineering Structures, 2004, 26(12): 1767-1778
張亞輝，智浩，呂峰．結構多點隨機地震響應分析及擬靜位移計算．計算力學學報，2004，21：564-570
Lin Jiahao（林家浩）, Zhang Yahui（張亞輝）, and Zhao Yan（趙岩）. Seismic spatial effects of long-span bridges in stationary inhomogeneous random fields. Earthquake Engineering and Engineering Vibration (EEEV), 3(2):171-180 (2004)地震工程與工程振動（英文版）
Lin J H, Wang J and Zhang Y H. Non-stationary Random Response of MDOF Duffing Systems. Shock & Vibration, 2004, 11(5-6): 615-624
Y. H. Zhang, J. H. Lin, Y. Zhao. Seismic Spatial Effects of the Dafosi Yangtse River Bridge, International Journal of Steel Structures, 2003, 3(4): 245-251
Zhao Y, Lin JH, Zhang YH, et al. Seismic random vibration analysis of locally nonlinear structures. ACTA MECH SOLIDA SIN 16: 240-244
張亞輝，林家浩．香港青馬橋抗震分析，應用力學學報，2002，19：25-30
張亞輝，趙岩，張春宇．大跨度橋梁抗震分析的空間效應，中國鐵道科學，2002，23：90-94
張亞輝，林家浩．多點非均勻調制演變隨機激勵下結構地震響應，力學學報，2001，33：87-95

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㈢大連理工大學工程力學專業使用的振動力學教材

張亞輝，林家浩，結構動力學基礎．大連：大連理工大學出版社，2007
林家浩，張亞輝，隨機振動的虛擬激勵法，科學出版社，2004年9月

㈣張亞輝的基本信息

大連理工大學博士生導師
1990/09-1994/07：大連理工大學工程力學系，本科生
1994/09-1996/06：大連理工大學工程力學系，碩士研究生
1996/09-1999/06：大連理工大學工程力學系，博士研究生
1999/06-2001/06：大連理工大學土木水利博士後流動站，博士後
2001/06-2001/11：大連理工大學工程力學系，講師
2001/11-2002/01：香港城市大學建築系，Research Associate
2002/01-2004/04：大連理工大學工程力學系，副教授
2004/04-2004/10：香港城市大學建築系，Senior Research Associate
2004/10-2009/08：大連理工大學工程力學系，副教授
2009/08- ：劍橋大學工程系，訪問學者

㈤張亞輝的介紹

張亞輝，大連理工大學教授。

㈥深水噴射下入導管作業管柱縱向振動載荷計算

張輝^1，2

（1.中國石化石油工程技術研究院，北京 100101；2.中國石油大學，北京 102249）

摘要深水鑽井作業過程中，管柱在平台升沉振動的作用下產生軸向振動載荷，影響管柱的強度安全。本文建立了具有復雜結構的深水噴射下入導管作業管柱縱向振動力學模型，利用振動力學理論求解了管柱的縱向自由振動特性及軸向振動載荷，並分析了軸向振動載荷沿管柱軸向及隨平台升沉振動周期的變化規律。結果表明，在平台升沉振動的作用下，作業管柱頂端截面上的軸向振動載荷最大，是深水噴射下入導管作業管柱上的危險截面；當鑽井平台的升沉振動周期接近作業管柱的固有周期時，管柱將產生極大的軸向振動載荷。模型的計算結果為深水噴射下入導管作業鑽柱設計及強度校核提供了依據。

關鍵詞深水鑽井管柱力學縱向振動振動載荷

Dynamic Axial Load Calculation of Pipe Stringin Deepwater Jetting Conctor Operation

ZHANG Hui^1，2

（1.SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering，Beijing 100101，China；2.China University of Petroleum，Beijing 102249，China）

Abstract In deepwater drilling conditions，dynamic axial loads e to vessel heave will be generated in pipe string，which bring dangerous to the deepwater operations.Mechanic model of complex pipe string longitudinal vibration in deepwater jetting conctor operation is established.Based on the theory of vibration mechanics，pipe string longitudinal vibration characters and dynamic axial load are solved.The change rules of dynamic axial load along with the pipe string length and vessel heave period are analyzed.According to the results， the dynamic axial load e to vessel heave is maximal at the top of pipe string，which is the risk section in pipe string.The extreme dynamic axial load will be generated when the vessel heave period is close to the natural period of pipe string.Solutions of the model provide references for landing string design and strength check under deepwater jetting operation.

Key words deepwater drilling；pipe string mechanics；longitudinal vibration；dynamic load

在海洋深水鑽井過程中，浮式及半潛式鑽井平台受波浪載荷的作用會產生升沉振動。盡管平台鑽機上通常安裝升沉補償裝置，但無法完全補償平台的升沉運動。作業管柱在平台升沉振動的作用下發生縱向振動，產生軸向振動載荷。隨著水深的增加，管柱的縱向振動固有頻率增大，若平台的升沉振動頻率接近鑽柱的縱向振動固有頻率時易引發共振，將產生極大的振動載荷，使管柱發生破壞。即使作業管柱的軸向振動載荷不超過管柱材料的屈服極限，管柱在軸向交變載荷的作用下也可能發生疲勞破壞，並將加劇帶缺陷管柱的損壞。

在深水噴射下入導管作業過程中，作業管柱的結構較為復雜。本文針對噴射下入導管作業管柱建立了管柱縱向振動力學模型，求解了深水噴射下入導管作業管柱的縱向自由振動特性及其在平台升沉振動作用下的總向振動載荷，為深水噴射下入導管作業管柱的設計及強度校核提供了依據。

1 深水噴射下入導管作業管柱縱向振動力學模型

圖1為深水噴射下入導管作業管串示意圖。其中上部管柱為送入管柱，下部管柱外層為導管，導管頂部安裝井口頭、送入工具及基座，內層為管內底部鑽具組合，底部鑽具組合上帶有穩定器，下端接鑽頭^［1，2］。

圖1 深水噴射下入導管作業管柱示意圖

送入管柱上端與鑽井船相連，當平台發生升沉運動時，管柱會隨平台做整體升沉運動，同時還將發生縱向振動，管柱上任意點的位移為平台升沉位移與管柱自身縱向振動位移之和。作業過程中，送入管柱上端與鑽井船相連，為固定約束；導管下放到泥面之前，管柱下端為自由端；當導管入泥後，導管下端可近似為固定端。

2 深水噴射下入導管作業管柱軸向振動載荷求解

2.1 管柱的無阻尼縱向自由振動特性求解

如圖1所示，將管柱自上而下、由內而外劃分為性質均勻的若干段，依次編號為1，2，…，m＋n＋r。對於導管上端連接的基座、送入工具、井口頭以及底部鑽具組合上的扶正器、鑽頭等工具，可將其看作集中質量塊。設其中第i段的縱向自由振動振型函數為χ_i（s），則整個管柱的振型函數為