带有助推器的多向受荷动力锚在黏土中沉贯过程的数值模拟

发布时间：2021-06-27 18:41

　　多向受荷动力锚是一种依靠自身重力势能以及在水中自由下落而获得动能贯入到海床中的锚泊基础,由于其具有安装成本低和安装速度快的优点,目前已在墨西哥湾和西非海域得到应用。但是相对其他类型的动力锚,多向受荷动力锚重量较轻,表面积较大,外形相对比较复杂,这些特点导致在强度梯度较大的土体中沉贯深度较浅,而较浅的沉贯深度则会导致较低的承载力,而且锚有被拔出的风险。为了解决沉贯深度较浅的问题,课题组提出了在动力锚的尾部增加一个助推器装置的概念,期望通过增加动力锚的重力势能和动能,提高动力锚的沉贯深度。课题组对助推器以及助推器和动力锚组成的组合锚的水动力学特性以及黏土中的沉贯过程进行了模型试验研究,验证了助推器的有效性。但海床土的率效应和软化效应对组合锚沉贯深度的影响规律还不清楚,本文的第一部分采用大型商业有限元软件ABAQUS 6.14,通过大变形有限元（Large deformation finite element-LDFE）方法中的耦合欧拉-拉格朗日法（Coupled Eulerian-Lagrangian-CEL）模拟了带有助推器的多向受荷动力锚在正常固结土中的贯入过程,研究了贯入速度、助推器... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 动力锚土中贯入过程的研究现状
    1.3 论文的研究目的和主要工作
2 数值模拟方法的介绍
    2.1 耦合欧拉-拉格朗日法
    2.2 CEL中正常固结土的设置方法
    2.3 用户子程序VUSDFLD的验证
3 组合锚动力贯入过程的数值模拟
    3.1 引言
    3.2 有限元模型设置
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CEL模型验证
        3.3.2 土体流动机制
        3.3.3 贯入速度和助推器重量的影响
        3.3.4 土体率效应参数和参考剪切应变率的影响
        3.3.5 土体软化效应参数的影响
        3.3.6 土体不排水抗剪强度的影响
        3.3.7 结果对比分析
    3.4 本章小结
4 最终沉贯深度的预测方法
    4.1 基于锚的总能量的预测模型
    4.2 基于运动微分方程的预测模型
    4.3 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录A 论文使用的主要符号的意义与单位
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]FFP在黏土中贯入过程的CFD模拟[J]. 刘君,张雨勤.  力学学报. 2018(01)
[2]板翼动力锚水中自由下落过程数值模拟[J]. 刘君,张雪琪.  海洋工程. 2017(03)
[3]土体率效应对动力锚沉贯深度影响[J]. 刘君,李明治,韩聪聪.  大连理工大学学报. 2017(01)
[4]板翼动力锚沉贯深度模型试验研究[J]. 韩聪聪,刘君.  海洋工程. 2016(05)
[5]新型深水系泊基础研究进展[J]. 国振,王立忠,李玲玲.  岩土力学. 2011(S2)

博士论文
[1]三维RITSS大变形有限元方法及其在基础刺入破坏和锚板承载力问题中的应用[D]. 于龙.大连理工大学 2008

硕士论文
[1]黏土中动力锚的沉贯深度数值模拟[D]. 李明治.大连理工大学 2016



本文编号：3253394