本文關(guān)鍵詞：海洋損傷結(jié)構(gòu)的聲振特性研究及壽命預(yù)估，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：海洋結(jié)構(gòu)的加工質(zhì)量問題或運(yùn)輸安裝過程中的碰擦?xí)䦟?dǎo)致裂紋的產(chǎn)生,結(jié)構(gòu)在服役過程中受到復(fù)雜海洋環(huán)境載荷的作用會(huì)導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展及積累,威脅結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)安全。結(jié)構(gòu)損傷會(huì)影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度,增大結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅度,最終可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效,引發(fā)重大安全事故。因此及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷,了解結(jié)構(gòu)損傷程度,明確損傷結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性,對(duì)于預(yù)估結(jié)構(gòu)壽命,防止重大事故產(chǎn)生具有重大的研究意義。本文對(duì)常見損傷結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性、振動(dòng)參數(shù)可視化及疲勞壽命預(yù)估等問題進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究。平板、圓柱管及K型管是海洋平臺(tái)的主要組成構(gòu)件,每個(gè)部件的強(qiáng)度都影響著整個(gè)平臺(tái)的安全性。本文在對(duì)常見裂紋模型及聲強(qiáng)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,采用斷裂力學(xué)理論,建立了張開型表面裂紋的線彈簧模型。引入附加轉(zhuǎn)角和附加位移來描述表面張開型裂紋在載荷作用下的變形,類比提出了表面裂紋附加結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)的概念,構(gòu)建了常見結(jié)構(gòu)附加結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)及結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)能量總值與裂紋相對(duì)深度之間的關(guān)系表達(dá)式,并利用構(gòu)建的關(guān)系式研究了損傷結(jié)構(gòu)裂紋相對(duì)深度和裂紋位置對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)、能量傳遞及分布的影響。為了驗(yàn)證理論分析結(jié)果的正確性,運(yùn)用有限元仿真方法,研究了損傷結(jié)構(gòu)能量損耗、裂紋兩側(cè)單元的結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)能量差值等,并運(yùn)用可視化技術(shù)繪制了結(jié)構(gòu)的振動(dòng)位移、等效應(yīng)力、結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)矢量圖及等值線圖。預(yù)測(cè)裂紋在不同損傷位置及不同損傷程度下結(jié)構(gòu)的疲勞壽命,求解損傷零構(gòu)件的彈塑性有限元解,得到結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位的局部應(yīng)力應(yīng)變值,實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞壽命的估算,為結(jié)構(gòu)初期維護(hù)提供理論依據(jù)。最后根據(jù)上述理論,研究了聯(lián)合載荷作用下海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性。對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核,計(jì)算了不同頻率載荷作用下平臺(tái)關(guān)鍵點(diǎn)的振動(dòng)參數(shù),為海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：振動(dòng)特性 附加結(jié)構(gòu)聲強(qiáng) 可視化 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH114
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-22
• 引言10-11
• 1.1 裂紋損傷模型研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2 結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)理論研究進(jìn)展14-19
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)聲振動(dòng)傳遞主要研究方法14-16
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)的測(cè)量基本方法16-17
• 1.2.3 結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)計(jì)算研究進(jìn)展17-19
• 1.3 科學(xué)計(jì)算可視化方法19-20
• 1.4 論文主要工作20-22
• 2 表面裂紋板振動(dòng)特性、疲勞壽命分析22-39
• 2.1 表面裂紋的線彈簧模型22-25
• 2.2 表面裂紋板的彎曲振動(dòng)25-27
• 2.3 表面裂紋殼體結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)27-28
• 2.4 裂紋板仿真分析28-34
• 2.5 表面裂紋板振動(dòng)參數(shù)可視化34-36
• 2.6 表面裂紋板的疲勞壽命預(yù)估36-38
• 2.7 本章小結(jié)38-39
• 3 損傷管振動(dòng)特性、疲勞壽命分析39-50
• 引言39
• 3.1 損傷管的振動(dòng)參數(shù)推導(dǎo)計(jì)算39-41
• 3.2 環(huán)向裂紋損傷圓柱管仿真分析41-47
• 3.3 環(huán)向損傷圓柱管振動(dòng)參數(shù)的可視化47-48
• 3.4 損傷圓柱管的疲勞壽命預(yù)估48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 損傷焊接管的振動(dòng)特性、疲勞壽命分析50-62
• 4.1 模型的建立及選取50-52
• 4.2 振動(dòng)參數(shù)仿真分析52-57
• 4.2.1 振動(dòng)位移仿真分析52-54
• 4.2.2 結(jié)構(gòu)振動(dòng)聲強(qiáng)仿真分析計(jì)算54-57
• 4.3. 疲勞壽命仿真分析57-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 5 多載荷環(huán)境下?lián)p傷海洋平臺(tái)的振動(dòng)特性分析62-76
• 5.1 構(gòu)建海洋平臺(tái)模型62-64
• 5.2 海洋載荷64-67
• 5.2.1 風(fēng)載荷64-65
• 5.2.2 波浪載荷65-66
• 5.2.3 海流載荷66-67
• 5.3 海洋環(huán)境載荷下平臺(tái)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)振動(dòng)參數(shù)計(jì)算67-75
• 5.3.1 海洋平臺(tái)模態(tài)分析67-69
• 5.3.2 海洋平臺(tái)的靜力分析69-71
• 5.3.3 海洋平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)分析71-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 6 結(jié)論與展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 致謝83
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷83
• 發(fā)表論文83

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