波浪场中弹性薄板的动力响应

发布时间：2020-04-18 19:15

【摘要】：超大浮体是有广泛应用前景的一种海上结构。基于物理模型试验,研究了系泊弹性薄板(弹性模量E=6.4Gpa,长宽比为4:1)在规则波和不规则波波浪下的运动响应问题。试验测定了系泊拉力、薄板运动量、底板波动压力和板后一定范围内的波浪场。分析了相对板长,相对波高及水深对系泊弹性板的影响,试验结果表明:矩形薄板对称系泊缆绳上的拉力并不对称,同时迎浪侧缆绳拉力显著大于背浪侧缆绳拉力,即使是规则波作用,缆绳拉力随时间的变化也呈现出不规则特征。相对板长较小时,缆绳拉力的变化频率与波浪频率一致,相对板长较大时,缆绳张力的频率除具有波谱变化的频率外,还有显著的低频(低于波频)变化。各个缆绳拉力值随波浪周期和波高的增大而增大。水深较小时的缆绳拉力大于水深较大时的缆绳拉力。拉力频谱中波频的峰值迅速减弱,当B/L2时,波频响应可以达到低频响应的30%;随着相对板长的增大,波频响应相对低频响应不断减小;当B/L=3.6时,波频响应减小到低频响应的约12%;当B/L=5.1时,波频响应仅有低频响应的5%;B/L6时,波频的影响将基本消失。波高增大拉力谱值峰值随之明显增大,相对板长增大对低频处的峰值影响不大,波频响应相对低频响应的占比逐渐下降。规则波作用下,纵移运动含有波频和低频两种运动成分,试验范围内低频成分是控制成分,随相对板长的减小,波频的影响逐渐显著。升沉运动基本上是单一的波频运动,其量值随周期的增大(相对板长的减小)而增大;纵摇含有低频和波频两种成分,相对板长较大时,波频和低频成分大体为相同量级,随相对板长的减小,低频成分逐渐增大,相对板长为1.7时,纵摇运动受低频成分控制。不规则波作用下,试验范围内三个运动分量均以低频为控制成分,波频分量的占运动响应的比例很小。各运动分量的极值随相对板长的增大而减小,随相对波高的增大而增大。弹性薄板和刚性薄板运动量频域特性比较分析发现刚性薄板运动量谱低频部分比弹性板大很多,在波频部分则相反,弹性板比刚性板大。即弹性增大可有效降低薄板的低频响应。薄板中心线上的波压分布形式为薄板沿波浪传播方向由板首波向板尾逐渐衰减。波压力的变化并不随相对板长增大呈单向增大或减小,试验范围内相对板长B/L=2-3时中心线上的波压力最大。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P75

【参考文献】