海洋管道是海洋工程建设和发展的过程中不可或缺的装备,其长期工作在恶劣的海洋环境中,容易发生疲劳损坏,为避免其疲劳断裂造成的灾难性后果,对海洋管道进行疲劳寿命评估尤为重要。近年来,国内海洋管道全尺寸疲劳试验技术研究发展很快,但普遍存在工作量大、试验周期长等问题。为此,本文开展了海洋管道共振全尺寸疲劳试验方法的研究,并通过理论计算、数值模拟和实验研究对管道的共振特性进行了分析,主要研究内容可以总结为以下几个方面:(1)对海洋管道的共振问题进行理论研究,建立了海洋管道振动系统的数学模型,并计算得到了规格为Φ323.9mm×18mm×12000mm的海洋管道在特定约束条件下的多阶固有频率。在此基础上,结合国内外海洋管道全尺寸疲劳试验技术进展的调研结果,提出了基于共振原理的海洋管道全尺寸疲劳试验的试验方法,初步设计了海洋管道共振全尺寸疲劳试验系统的整体结构。(2)利用ANSYS Workbench有限元分析软件对建立的海洋管道模型进行模态分析,分别研究了不同的约束条件和管道内压力的变化对管道共振特性的影响,结果表明,改变管道的约束条件会对其固有频率和模态振型都产生较大程度的影响,管道内压力的增大会致使管道的固有频率发生小幅度的减小,但模态振型基本保持不变。(3)开展了管道共振问题的模拟实验研究,自行研制了整套实验装置,制定了详细的实验方案,研究了外部激励作用下流体流速对管道共振特性的影响。结果表明,通过外部施加激励的方法可使管道发生共振,并且随着管道内流体流速的增大,管道的固有频率会随之减小,实验结果验证了理论分析的正确性,为开发海洋管道共振全尺寸疲劳试验提供了基础依据。