本文關(guān)鍵詞：海洋平臺搖擺柱結(jié)構(gòu)施加扇形鉛粘彈性阻尼器的減振性能試驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著綜合國力和經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升,我國對油氣資源的需求量日漸增長。海洋資源是當(dāng)今各國能源發(fā)展的重點(diǎn),國家提出了大力發(fā)展藍(lán)色海洋戰(zhàn)略計(jì)劃,這與海上資源開采的重要基礎(chǔ)設(shè)施-海洋平臺是密切相關(guān)的。隨著近海及海灘油氣田的開發(fā),海冰已成為渤海海域油氣勘探開發(fā)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種主要控制荷載,本文利用有限元軟件ANSYS對JZ20-2北高點(diǎn)井口導(dǎo)管架平臺進(jìn)行仿真分析,通過在海洋平臺-搖擺柱結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上施加扇形鉛粘彈性阻尼器,提升平臺結(jié)構(gòu)的抗冰激性能,為海洋平臺抗冰振能力的提升提供了一些有價(jià)值的參考。本文主要的研究工作如下:1.針對青島理工大學(xué)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室現(xiàn)有的海洋平臺-搖擺柱結(jié)構(gòu)1:10縮尺模型,通過ANSYS建立有限元模型,依照海洋平臺側(cè)向剛度和結(jié)構(gòu)阻尼進(jìn)行了扇形鉛粘彈性阻尼器的參數(shù)設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果顯示阻尼器的剛度和阻尼系數(shù)都是其在冰激荷載作用下減振作用能否發(fā)揮最大的關(guān)鍵參數(shù)。在搖擺結(jié)構(gòu)可以使海洋平臺各部位位移趨于一致的優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,通過扇形鉛粘彈性阻尼器在鉸接點(diǎn)處的耗能,可以達(dá)到更好的減振效果。2.對3個(gè)外形尺寸相同、參數(shù)不同的阻尼器試件進(jìn)行滯回性能試驗(yàn)研究,通過對耗能系數(shù)、等效阻尼比等參數(shù)的對比得出其減振耗能的影響因素。3.通過ANSYS對3個(gè)參數(shù)不同的扇形鉛粘彈性阻尼器建立有限元模型并進(jìn)行剪切位移作用下的仿真分析,通過與阻尼器構(gòu)件的滯回性能試驗(yàn)結(jié)果對比,并通過對阻尼器骨架曲線分析,發(fā)現(xiàn)其力學(xué)模型與雙線性模型相似,驗(yàn)證采用雙線性等向強(qiáng)化模型(BISO)對該阻尼器模擬的可行性。4.通過在連接桿與搖擺柱鉸接點(diǎn)處施加鉛粘彈性轉(zhuǎn)角阻尼器的同時(shí)降低搖擺柱剛度,對冰激荷載作用下取得相同減振效果的兩種平臺形式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析,通過施加阻尼器降低了海洋平臺-搖擺柱體系的造價(jià),為結(jié)構(gòu)減振提供了經(jīng)濟(jì)上的參考。
【關(guān)鍵詞】：海洋平臺 ANSYS 扇形鉛粘彈性阻尼器 滯回性能 冰激荷載 海洋平臺-搖擺柱
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U674.381
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)的研究與發(fā)展13-19
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)振動控制的發(fā)展13-16
• 1.2.2 扇形鉛粘彈性阻尼器的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 搖擺墻結(jié)構(gòu)體系的研究與發(fā)展17-19
• 1.3 海洋平臺結(jié)構(gòu)振動控制的研究與應(yīng)用19-22
• 1.4 本文選題意義及課題來源22
• 1.4.1 本文選題意義22
• 1.4.2 本文課題來源22
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容22-24
• 第2章 海洋平臺搖擺柱結(jié)構(gòu)施加鉛粘彈性阻尼器的減振性能有限元分析24-40
• 2.1 引言24-25
• 2.2 海洋平臺介紹25-31
• 2.2.1 海洋平臺概況25-26
• 2.2.2 海洋平臺結(jié)構(gòu)縮尺模型概況26-29
• 2.2.3 海洋平臺搖擺柱結(jié)構(gòu)施加鉛粘彈性阻尼器有限元模型29-31
• 2.3 荷載工況31-32
• 2.4 鉛粘彈性阻尼器參數(shù)設(shè)計(jì)32-34
• 2.5 冰荷載作用下的減振性能分析34-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 第3章 扇形鉛粘彈性阻尼器滯回性能試驗(yàn)研究40-58
• 3.1 引言40
• 3.2 試驗(yàn)概況40-46
• 3.2.1 試件尺寸設(shè)計(jì)及制作方法40-42
• 3.2.2 材性試驗(yàn)42-45
• 3.2.3 試驗(yàn)加載方案45-46
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析46-56
• 3.3.1 試驗(yàn)過程與現(xiàn)象46
• 3.3.2 耗能能力與阻尼特性的基本分析原理46-48
• 3.3.3 加載波形對阻尼器耗能能力的影響48-50
• 3.3.4 加載頻率與應(yīng)變幅值對阻尼器耗能能力的影響50-53
• 3.3.5 橡膠硬度對阻尼器耗能能力的影響53-55
• 3.3.6 鉛芯直徑對阻尼器耗能能力的影響55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 第4章 基于ANSYS的扇形鉛粘彈性阻尼器滯回性能模擬分析58-68
• 4.1 扇形鉛粘彈性阻尼器有限元模型58-61
• 4.1.1 材料單元的選取58
• 4.1.2 材料的本構(gòu)關(guān)系模型58-59
• 4.1.3 有限元模型建立59-60
• 4.1.4 邊界條件及加載制度60-61
• 4.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析61-66
• 4.2.1 阻尼器滯回性能分析61-64
• 4.2.2 鉛芯直徑與數(shù)量對阻尼器耗能能力的影響64-65
• 4.2.3 骨架曲線分析65-66
• 4.3 本章小結(jié)66-68
• 第5章 海洋平臺-搖擺柱體系施加鉛粘彈性阻尼器的經(jīng)濟(jì)效益分析68-74
• 5.1 引言68
• 5.2 冰荷載工況68-69
• 5.3 改變搖擺柱剛度與施加鉛粘彈性阻尼器的經(jīng)濟(jì)效益分析69-71
• 5.3.1 搖擺柱剛度變化對海洋平臺減振效果的影響69-70
• 5.3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-74
• 第6章 結(jié)論與展望74-78
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 展望75-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況82-83
• 致謝83

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