在役管道实时应力检测与分析是保障管道安全运行的有效方法,本文结合国家自然科学基金项目"微弱冲击信号的识别和提取技术研究"(编号:51175466)和国家重点基础研究发展计划项目"复杂空气分离类成套装备超大型化与低能耗化的关键科学问题"(编号:2011CB706505)课题"关键部件高强度大构件保质制造技术",开展了基于振动测量的实时应力获取模型、在役管道安全检测及寿命预测系统的研究工作,本文的主要工作和研究内容如下:第一章,阐述课题的研究背景,分析管道失效模式以及现阶段管道安全评估和寿命预测理论及方法的研究现状,提出本文的研究内容及论文框架。第二章,通过分析应力与弯矩、弯矩与曲率半径的关系,构建应力与振动幅值二阶导数的映射模型,通过设定各传感器等距采样间隔应用管线大扰度性质得到应力与振幅之间的直接映射模型。第三章,基于ANSYS和Matlab仿真分析振动应力,通过对比不同边界条件、不同管径管长比、不同采样间隔、不同管道振动模态以及不同管道类型有限元仿真应力与振动应力模型计算应力,进行模型的验证分析,基于仿真结果提出了传感器等差排列布局方案。第四章,基于振动模型获取的应力时间历程,提出了一种改进雨流计数法,统计不同应力幅值和不同应力均值下的应力循环次数,得到幅值概率分布图。结合S-N疲劳寿命曲线和线性损伤累积原理对管道寿命进行预测。第五章,开发了一套管道安全检测和寿命预测原型系统。搭建实验平台,通过对两端固定和悬臂两种边界条件下的管道进行振动试验,采集振动信号和应力信号,并将振动应力模型计算应力与应变片测得应力值进行对比,验证应力计算模型的可行性和系统可靠性。第六章,总结本文研究内容,对今后的研究工作进行展望。