發(fā)布時(shí)間：2021-03-04 21:26

　　冰荷載對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物的威脅除了高荷載值外，更在于它顯著的動(dòng)力效應(yīng)。冰激振動(dòng)已引起多起災(zāi)難性的海工結(jié)構(gòu)破壞事故。本文針對(duì)渤海海冰條件和結(jié)構(gòu)條件，提出了一種簡易的海洋平臺(tái)抗冰振措施并對(duì)其進(jìn)行數(shù)值分析。具體措施是在平臺(tái)導(dǎo)管架樁腿上設(shè)置彈性橡膠減振護(hù)層，用于改變冰載荷的動(dòng)力特性。計(jì)算中將橡膠減振護(hù)層假設(shè)為一種附加在主體結(jié)構(gòu)上的“彈簧－阻尼”子系統(tǒng)，子系統(tǒng)的剛度通過實(shí)體模型經(jīng) ANSYS 程序計(jì)算后得到。選取合適的冰力函數(shù)，以此冰力函數(shù)用 ANSYS 程序?qū)?JZ20-2 平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力分析，得到設(shè)置橡膠減振護(hù)層前、后平臺(tái)上層甲板不同的振動(dòng)參數(shù)。經(jīng)比較，得出設(shè)置橡膠減振護(hù)層后的減振效果，證明此法是一種簡易、可行、經(jīng)濟(jì)的減振措施。 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

冰排在壓塊前的破壞形式

第一節(jié) 強(qiáng)迫振動(dòng)機(jī)理的理論解釋理論認(rèn)為冰力具有本身內(nèi)在的周期性和頻譜特性，盡管結(jié)冰破碎的條件，冰力的振蕩過程最終只取決于海冰本身的冰力只是時(shí)間函數(shù)，因此可直接給出冰力函數(shù)，函數(shù)的形為冰力的變化同結(jié)構(gòu)條件無關(guān)。其中具有代表性有 Enld 模型、Matlock 模型和冰激隨機(jī)強(qiáng)迫模型等。列舉如下lbrektson 模型[74]tson 通過多年來在一座觀測(cè)系統(tǒng)完善的燈塔上進(jìn)行的現(xiàn)的結(jié)論，即該模型將冰力過程視為一個(gè)“鋸齒狀”的周期），該周期函數(shù)具有同結(jié)構(gòu)位移相同的相位，周期 T＝的破碎長度和冰速，且 l＝ch，h 為設(shè)計(jì)冰厚，c 為常數(shù)，建議采用 c＝0.1～0.3。按照此冰力函數(shù)對(duì)燈塔的動(dòng)力在共振狀態(tài)下得到的動(dòng)力放大效應(yīng)為 2。

而在頻率鎖定范圍之外，則更接近于強(qiáng)迫振動(dòng)。在冰力振子模型中，冰的動(dòng)力特性直接來自冰與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的模型試驗(yàn)，這比目前采用的冰樣的單軸靜強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果更接近于實(shí)際情況。3.2.3 動(dòng)—靜轉(zhuǎn)化模型[82]雖然人們提出了許多數(shù)值模型來分析動(dòng)冰力下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，且模型與試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的結(jié)果更加吻合，但同時(shí)也帶來了數(shù)值模型的復(fù)雜性。為此，該模型提供了一種基于能量方程的簡單方法。模型考慮大面積運(yùn)動(dòng)冰排不斷為冰與結(jié)構(gòu)相互作用提供能量。速度以及運(yùn)動(dòng)方向均保持不變。假定振幅只與冰速和結(jié)構(gòu)最低振動(dòng)頻率有關(guān)。1978 年進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及貫入試驗(yàn)表明：不同冰速下，冰與柔性結(jié)構(gòu)有以下的作用模式：①由于冰的蠕變而產(chǎn)生的穩(wěn)定荷載；②因?yàn)椴贿B續(xù)冰擠壓產(chǎn)生的周期性瞬時(shí)載荷；③由于冰擠壓破壞造成的穩(wěn)定破壞；④連續(xù)冰擠壓引起的微小響應(yīng)。此模型中考慮了后三者。示意圖如圖 3-3 所示。v 為冰速，uc描述交界面上結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。

【參考文獻(xiàn)】：
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