本文關(guān)鍵詞：基于搖擺柱的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系振動(dòng)控制理論與試驗(yàn)研究

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【摘要】：海洋平臺(tái)本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及所處海洋環(huán)境的多變性使得海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制問(wèn)題變得十分重要。為滿足不同災(zāi)害作用下平臺(tái)結(jié)構(gòu)對(duì)耐久性及安全性的正常使用要求,本文對(duì)施加MTMD的海洋平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力分析,并主要研究新型基于搖擺柱體系的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系的抗震與抗冰激性能,通過(guò)與傳統(tǒng)純鋼桁架海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)比較得出這種新型結(jié)構(gòu)體系的性能特點(diǎn),并給出合適的設(shè)計(jì)建議。主要研究工作如下:1.針對(duì)JZ20-2海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu),提出將MTMD施加于海洋平臺(tái)甲板上進(jìn)行結(jié)構(gòu)減振的新型措施。在充分了解平臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、動(dòng)力響應(yīng)等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,選用單向滑動(dòng)式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD),利用多個(gè)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(MTMD)通過(guò)并聯(lián)形式與海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)相連,進(jìn)行基于MTMD的海洋平臺(tái)的參數(shù)優(yōu)化研究。分析結(jié)果表明,MTMD對(duì)于控制海洋平臺(tái)的振動(dòng)反應(yīng)有一定的抑制作用,但減振幅度有限,魯棒性較差。2.針對(duì)JZ20-2海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu),提出新型基于搖擺柱的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系,并對(duì)其各項(xiàng)性能做了有限元分析,包括搖擺柱自身質(zhì)量、剛度等參數(shù)的優(yōu)化。分析結(jié)果表明,這種新型搖擺柱結(jié)構(gòu)形式可以對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)施加有效的控制,避免導(dǎo)管架變形集中的現(xiàn)象,提高海洋平臺(tái)在海洋地震及冰激荷載作用下的耗能減振能力,并具有良好的魯棒性;搖擺柱質(zhì)量及剛度等參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)有較大影響,可以從分析結(jié)果與經(jīng)濟(jì)角度考慮,得出合理的優(yōu)化范圍。3.在新型基于搖擺柱的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上,對(duì)海洋平臺(tái)與搖擺柱之間的連接桿進(jìn)行了不同布置方案及具體參數(shù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化工作。結(jié)果表明,連接桿對(duì)于海洋平臺(tái)的減振效果有一定的影響,通過(guò)結(jié)果可以確定連接桿最優(yōu)剛度及數(shù)量的理論值。4.提出一種新型的扇形轉(zhuǎn)角位移阻尼器的形式,將其應(yīng)用于基于搖擺柱的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系中。在搖擺結(jié)構(gòu)體系使平臺(tái)結(jié)構(gòu)各部位位移趨于一致的優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,還能通過(guò)粘彈性阻尼器在鉸接點(diǎn)處的耗能原理,進(jìn)一步消耗轉(zhuǎn)動(dòng)能量,有效減小海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)動(dòng)力反應(yīng)。5.進(jìn)一步提出基于TMD的海洋平臺(tái)-搖擺柱結(jié)構(gòu),與分別施加搖擺柱結(jié)構(gòu)、MTMD的海洋平臺(tái)進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明施加搖擺柱結(jié)構(gòu)和MTMD均可以有效降低平臺(tái)結(jié)構(gòu)在不同荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng),但基于TMD的海洋平臺(tái)-搖擺柱結(jié)構(gòu)與只施加搖擺柱的海洋平臺(tái)減振效果相差無(wú)幾。6.針對(duì)JZ20-2平臺(tái)結(jié)構(gòu),按照1/10縮尺比例設(shè)計(jì)制作基于搖擺柱的海洋平臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)合理的安裝方案與加載方式,進(jìn)行冰激荷載作用下的擬動(dòng)力試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí),搖擺柱對(duì)改善平臺(tái)結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)有一定影響,具有良好的減振性能。而且該措施能夠使平臺(tái)層間位移趨于一致,對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)有較好的控制效果。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制 基于搖擺柱的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系 MTMD 粘彈性扇形轉(zhuǎn)角阻尼器 有限元分析 結(jié)構(gòu)模型縮尺試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.38
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-27
• 1.1 課題背景13-14
• 1.2 結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的研究與應(yīng)用14-21
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制分類14-16
• 1.2.2 被動(dòng)控制16-18
• 1.2.3 主動(dòng)控制與半主動(dòng)控制18-19
• 1.2.4 搖擺墻結(jié)構(gòu)體系的研究與發(fā)展19-21
• 1.3 海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的研究與應(yīng)用21-24
• 1.4 本文選題意義及課題來(lái)源24-25
• 1.4.1 本文選題意義24
• 1.4.2 本文課題來(lái)源24-25
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容25-27
• 第2章 基于MTMD的海洋平臺(tái)振動(dòng)控制研究27-37
• 2.1 引言27-28
• 2.2 海洋平臺(tái)介紹28-30
• 2.2.1 海洋平臺(tái)概況28-29
• 2.2.2 海洋平臺(tái)有限元模型29-30
• 2.3 荷載工況30-31
• 2.3.1 地震作用30-31
• 2.3.2 冰荷載作用31
• 2.4 MTMD減振布置方案31-32
• 2.5 MTMD質(zhì)量的影響32-33
• 2.6 MTMD阻尼比的影響33-34
• 2.7 TMD個(gè)數(shù)的影響34-36
• 2.8 本章小結(jié)36-37
• 第3章 基于搖擺柱的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系性能研究37-48
• 3.1 引言37
• 3.2 搖擺柱減振方案及ANSYS有限元模型37-38
• 3.3 搖擺柱體系減振效果初步分析38-40
• 3.3.1 結(jié)果分析38-39
• 3.3.2 小結(jié)39-40
• 3.4 搖擺柱剛度優(yōu)化分析40-42
• 3.4.1 天津波作用下的結(jié)果分析40-41
• 3.4.2 擠壓冰作用下的結(jié)果分析41
• 3.4.3 小結(jié)41-42
• 3.5 海洋平臺(tái)-搖擺柱之間剛性連接桿優(yōu)化分析42-46
• 3.5.1 連接桿剛度優(yōu)化分析42-43
• 3.5.1.1 天津波作用下的結(jié)果分析42-43
• 3.5.1.2 擠壓冰作用下的結(jié)果分析43
• 3.5.2 連接桿數(shù)量的優(yōu)化分析43-45
• 3.5.2.1 天津波作用下的結(jié)果分析44
• 3.5.2.2 擠壓冰作用下的結(jié)果分析44-45
• 3.5.3 小結(jié)45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 第4章 連接桿鉸接處安裝粘彈性轉(zhuǎn)角阻尼器抗振性能分析48-54
• 4.1 引言48-49
• 4.2 有限元模型49-50
• 4.3 轉(zhuǎn)角阻尼器參數(shù)設(shè)計(jì)50-51
• 4.4 抗振性能分析51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 基于TMD的海洋平臺(tái)-搖擺柱體系性能研究54-58
• 5.1 引言54
• 5.2 ANSYS有限元模型54-55
• 5.3 不同工況下結(jié)果分析55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-58
• 第6章 基于搖擺柱的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系試驗(yàn)研究與分析58-75
• 6.1 引言58-59
• 6.2 結(jié)構(gòu)縮尺模型搭建59-62
• 6.2.1 縮尺模型相似比59
• 6.2.2 模型制作59-62
• 6.3 搖擺柱減振方案的仿真分析與設(shè)計(jì)62-66
• 6.4 基于搖擺柱的海洋平臺(tái)模型冰激試驗(yàn)方案66-69
• 6.4.1 試驗(yàn)內(nèi)容66-68
• 6.4.2 荷載工況68-69
• 6.5 試驗(yàn)結(jié)果分析69-71
• 6.6 試驗(yàn)仿真分析71-73
• 6.7 本章小結(jié)73-75
• 第7章 結(jié)論與展望75-78
• 7.1 結(jié)論75-77
• 7.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況83-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：821504