發(fā)布時(shí)間：2021-09-03 03:36

　　深水鋼懸鏈立管是海洋工程開發(fā)中經(jīng)常用到的結(jié)構(gòu),其良好的動力學(xué)性能對海洋油氣開發(fā)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。絕對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法在結(jié)構(gòu)大變形的非線性動力學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景,建立絕對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法力學(xué)模型并對深水鋼懸鏈立管進(jìn)行動力學(xué)分析是一個(gè)嶄新的具有前途的研究領(lǐng)域。本文基于絕對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法,考慮了鋼懸鏈立管的幾何非線性,建立了一種適用于鋼懸鏈立管的三維空間動力響應(yīng)分析模型,并結(jié)合有限元方法編寫了計(jì)算程序,對深水緩波形鋼懸鏈立管進(jìn)行了靜態(tài)分析和時(shí)域動力分析。首先,通過連續(xù)介質(zhì)力學(xué)推導(dǎo)出立管空間構(gòu)型和結(jié)構(gòu)變形的表達(dá)式,并結(jié)合虛功原理推導(dǎo)出單元變形后的運(yùn)動平衡方程;然后,采用了絕對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法的三維兩節(jié)點(diǎn)梁單元的簡化模型,考慮了軸向變形和彎曲變形的耦合效應(yīng),推導(dǎo)出立管單元的完整切線剛度矩陣、外載荷向量、常數(shù)質(zhì)量矩陣以及邊界條件等,并使用Fortran語言進(jìn)行了程序的編寫;然后,使用了增量形式的靜力求解算法和非線性時(shí)域動力求解算法對相關(guān)算例進(jìn)行計(jì)算,證明了有限元程序的正確性;最后,通過對緩波形鋼懸鏈立管進(jìn)行分析,獲得了一些可用于工程參考的結(jié)論和規(guī)律,同時(shí)也說明了該分析模型適用于深水鋼懸鏈立管的動力響應(yīng)分析。該分... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同平臺系統(tǒng)的鋼懸鏈立管通常，在鋼懸鏈立管系統(tǒng)的數(shù)值模擬中，要對其進(jìn)行靜力響應(yīng)分析和動力響應(yīng)分析

該軟件對傳統(tǒng)的集中質(zhì)量法進(jìn)行改進(jìn)，每個(gè)單元利用三個(gè)具有阻尼的無質(zhì)別來模擬拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度，如圖 1.2 所示。這樣以來，集中質(zhì)量法可以用于立管的力學(xué)分析中。集中質(zhì)量法可以將連續(xù)質(zhì)量體無限自由度轉(zhuǎn)化為有限模型，簡化了計(jì)算，但是不能精確的描述連續(xù)介質(zhì)的分布狀態(tài)和變形狀態(tài)，對構(gòu)的計(jì)算存在缺陷，造成計(jì)算冗余。

細(xì)長桿模型圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]能量變分法在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用[J]. 劉開國.  建筑結(jié)構(gòu). 2012(12)
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[5]基于海床吸力和剛度衰減模型的深海鋼懸鏈線立管動力響應(yīng)分析[J]. 王坤鵬,薛鴻祥,唐文勇.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[6]關(guān)于彈性梁的數(shù)學(xué)模型[J]. 劉延柱,薛紜.  力學(xué)與實(shí)踐. 2011(01)
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[8]系泊系統(tǒng)的時(shí)域仿真及其非線性動力學(xué)特性分析[J]. 杜度,張寧,馬騁,張緯康.  船舶力學(xué). 2005(04)
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博士論文
[1]深水柔性構(gòu)件非線性動力響應(yīng)研究[D]. 馬剛.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[2]基于絕對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法的柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)研究與應(yīng)用[D]. 田強(qiáng).華中科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]緩波形鋼懸鏈立管分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 徐瑩.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[2]初始條件下海洋結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析方法及試驗(yàn)研究[D]. 秦俊飛.中國海洋大學(xué) 2015
[3]基于絕對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法的大型空間可展開機(jī)構(gòu)展開過程動力學(xué)研究[D]. 侯延保.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]鋼懸鏈?zhǔn)搅⒐芘c海床土非線性相互作用研究[D]. 楊超凡.中國海洋大學(xué) 2014
[5]深水鋼懸鏈立管的動力分析[D]. 楊冰卡.寧波大學(xué) 2014
[6]基于細(xì)長桿理論的系泊纜索靜力及動力分析方法研究[D]. 王冰.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[7]水下立管載荷與運(yùn)動計(jì)算分析[D]. 王丹丹.大連理工大學(xué) 2006



本文編號：3380322