【摘要】：水下懸浮隧道,是一種具有復(fù)雜約束的懸浮于水下的細(xì)長(zhǎng)管狀結(jié)構(gòu)物,主要用于深水交通。迄今為止,世界范圍內(nèi),還沒有一條真正建成或建設(shè)中的工程實(shí)例,但對(duì)其構(gòu)想和研究已經(jīng)有數(shù)十年的歷時(shí),其中包括最核心的水動(dòng)力響應(yīng)問題研究。水下懸浮隧道的水動(dòng)力響應(yīng)問題是其工程應(yīng)用中必須解決的核心問題之一。遲滯水下懸浮隧道的水動(dòng)力響應(yīng)問題研究取得突破性進(jìn)展的關(guān)鍵在于,復(fù)雜約束的、細(xì)長(zhǎng)的水下懸浮隧道具有彈性,目前物理模型研究方面僅限于剛性管段的二維模型;數(shù)學(xué)模型研究方面,三維水動(dòng)力模型的建立在諸多關(guān)鍵參數(shù)選取上缺乏足夠的依據(jù)。開展三維物理模型試驗(yàn)研究勢(shì)在必行。其中懸浮隧道水彈性模型相似及其制作是首先遇到的課題。本研究根據(jù)重力相似準(zhǔn)則與彈性力相似準(zhǔn)則,設(shè)計(jì)了水彈性模型模擬和制造方案,并進(jìn)行了加工制造和模型相似性檢測(cè)測(cè)試:采用A304鋼棒設(shè)定在模型管道結(jié)構(gòu)中心,作為彈性模擬主體;三維模型的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于鋼棒型材的長(zhǎng)度,故需分段制作后連接。在定長(zhǎng)鋼棒之間設(shè)計(jì)了與鋼棒等強(qiáng)度的螺母及其限位裝置。中心鋼棒外包裹非滲水泡沫材料使模型滿足幾何相似;泡沫材料內(nèi)恰當(dāng)位置嵌入指定質(zhì)量的鋼環(huán),以保障模型的質(zhì)量分布相似。模型相似性檢測(cè)測(cè)試,包括幾何相似、質(zhì)量相似、空氣中結(jié)構(gòu)固有頻率和撓度相似(彈性相似檢驗(yàn))、水下浮體運(yùn)動(dòng)分量固有頻率相似(重力相似檢驗(yàn))等,以檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹亓ο嗨婆c彈性相似特性滿足情況。模型檢測(cè)測(cè)試的結(jié)果表明,本三維水彈性懸浮隧道模型制作方法可以滿足模型的重力相似與彈性相似要求,可以應(yīng)用到懸浮隧道水彈性響應(yīng)試驗(yàn)中。本研究得到的水彈性結(jié)構(gòu)模擬方法可推廣到類似的水彈性模型水動(dòng)力試驗(yàn)研究中。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U459.5

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6 張Z

本文編號(hào)：2787857