随机荷载作用下海洋柔性结构非线性振动响应分析方法
发布时间：2021-02-01 01:49
现代结构正不断地向高（深）、轻、大这三个方向发展，结构形式由原来的刚性结构转变为柔性结构。特别是在海洋工程领域，随着油气资源开发向深海进军，海洋平台结构形式也由浅水的固定式向深水顺应式转变。如何正确分析柔性结构的随机振动响应是一个急待解决的课题。论文围绕这一课题，建立了柔性结构非线性随机振动响应分析方法，并将其应用于深海柔性张力腿平台结构和海底悬跨管道的随机振动分析中。本文主要包括以下几个方面的内容：1．柔性结构等效非线性系统建立方法的研究。论文通过模态分析，把多自由度物理系统转化为容易求解的模态坐标系统，给出了基于模态坐标组合的等效非线性系统方程形式。结合有限元分析方法，按照特定的求解模式，确定等效非线性系统中的未知参数，将隐式特征的几何非线性系统表示为显式的等效非线性系统，为柔性结构的随机振动响应分析奠定基础。2．柔性结构非线性随机振动响应分析方法的研究。在已确定的等效非线性系统的基础上，运用随机等效线性化技术建立了柔性结构几何非线性随机振动响应分析方法。虚拟激励和精细时程积分法的引入，去除了原有经典谱分析方法只能求解平稳随机激励的限制，且大幅度提高了计算效率，便于实际工程中对多自...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1 研究背景
1.1.2 论文工作的目的和意义
1.2 非线性随机振动分析方法研究状况
1.3 等效线性化方法研究状况
1.4 拟采用的研究方法和主要研究内容
1.4.1 研究难点
1.4.2 研究方法
1.4.3 本文主要内容
参考文献
第2章 柔性结构等效非线性系统建立方法
2.1 引言
2.2 模态分析
2.2.1 模态分析基本理论
2.2.2 模态阶数选取准则
2.3 非线性系统方程
2.4 等效非线性系统方程的求解
2.4.1 非线性有限元计算方法
2.4.2 等效非线性系统方程求解过程
2.4.3 模态刚度矩阵的计算
2.5 等效非线性系统方程的应用
2.6 小结
参考文献
第3章 柔性结构非线性随机振动响应分析方法
3.1 引言
3.2 等效非线性系统方程
3.3 随机等效线性化方法
3.3.1 虚拟激励法
3.3.2 精细积分
3.3.3 力误差最小化准则
3.3.4 等效系统方程求解
3.4 程序编制
3.4.1 程序框图
3.4.2 主要模块程序流程图
3.4.3 用户界面
3.5 小结
参考文献
第4章 柔性结构非线性随机响应分析方法算例验证
4.1 引言
4.2 单自由度 Duffing振子
4.3 多自由度算例模型
4.4 等效非线性系统验证
4.4.1 模态选取敏感性分析
4.4.2 模态坐标敏感性分析
4.4.3 不同荷载条件下的准确性比较
4.4.4 不同结构形式的准确性比较
4.5 等效线性化结果验证
4.5.1 平稳随机激励数值模拟分析
4.5.2 平稳随机激励等效线性化结果分析
4.5.3 非均匀调制演变随机激励数值模拟分析
4.5.4 非均匀调制演变随机激励等效线性化结果分析
4.6 小结
参考文献
第5章 深海柔性张力腿平台结构随机动力响应分析
5.1 引言
5.2 柔性海洋平台随机动力响应分析方法
5.2.1 分析流程
5.2.2 随机波浪荷载计算
5.2.3 结构模型
5.2.4 计算工况
5.2.5 结构模态分析
5.2.6 等效线性化分析
5.2.7 结构随机响应
5.3 小结
参考文献
第6章 深海柔性张力腿平台结构随机振动舒适度分析
6.1 引言
6.2 基于烦恼率的振动舒适度分析方法
6.2.1 烦恼率
6.2.2 平均烦恼率A|-（x）
6.2.3 烦恼率计算过程
6.3 结构模型和环境参数
6.4 结构随机加速度响应
6.5 柔性海洋平台结构振动烦恼率计算
6.5.1 频率计权
6.5.2 隶属度函数计算
6.5.3 振动烦恼率计算
6.6 张力腿平台结构各影响因素敏感性分析
6.6.1 水深
6.6.2 波浪波高和作用方向
6.6.3 张力腿预张力
6.6.4 不同波浪谱模型
6.7 小结
参考文献
A.6 常用波浪谱
第7章 海底悬跨管道随机振动响应及其疲劳寿命可靠性分析
7.1 引言
7.2 结构模型及环境参数
7.3 随机升举力模型
7.4 结构模态分析
7.5 非线性刚度矩阵
7.6 悬跨管道随机振动响应
7.6.1 位移响应谱
7.6.2 应力响应谱
7.7 悬跨管道随机疲劳寿命和疲劳可靠性分析
7.8 悬跨管道随机振动影响因素敏感性分析
7.8.1 悬跨长度
7.8.2 波高
7.8.3 水深
7.8.4 管道外径
7.8.5 残余应力
7.9 小结
参考文献
第8章 结论与展望
8.1 主要研究成果
8.2 主要创新点
8.3 研究展望
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3011975
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1 研究背景
1.1.2 论文工作的目的和意义
1.2 非线性随机振动分析方法研究状况
1.3 等效线性化方法研究状况
1.4 拟采用的研究方法和主要研究内容
1.4.1 研究难点
1.4.2 研究方法
1.4.3 本文主要内容
参考文献
第2章 柔性结构等效非线性系统建立方法
2.1 引言
2.2 模态分析
2.2.1 模态分析基本理论
2.2.2 模态阶数选取准则
2.3 非线性系统方程
2.4 等效非线性系统方程的求解
2.4.1 非线性有限元计算方法
2.4.2 等效非线性系统方程求解过程
2.4.3 模态刚度矩阵的计算
2.5 等效非线性系统方程的应用
2.6 小结
参考文献
第3章 柔性结构非线性随机振动响应分析方法
3.1 引言
3.2 等效非线性系统方程
3.3 随机等效线性化方法
3.3.1 虚拟激励法
3.3.2 精细积分
3.3.3 力误差最小化准则
3.3.4 等效系统方程求解
3.4 程序编制
3.4.1 程序框图
3.4.2 主要模块程序流程图
3.4.3 用户界面
3.5 小结
参考文献
第4章 柔性结构非线性随机响应分析方法算例验证
4.1 引言
4.2 单自由度 Duffing振子
4.3 多自由度算例模型
4.4 等效非线性系统验证
4.4.1 模态选取敏感性分析
4.4.2 模态坐标敏感性分析
4.4.3 不同荷载条件下的准确性比较
4.4.4 不同结构形式的准确性比较
4.5 等效线性化结果验证
4.5.1 平稳随机激励数值模拟分析
4.5.2 平稳随机激励等效线性化结果分析
4.5.3 非均匀调制演变随机激励数值模拟分析
4.5.4 非均匀调制演变随机激励等效线性化结果分析
4.6 小结
参考文献
第5章 深海柔性张力腿平台结构随机动力响应分析
5.1 引言
5.2 柔性海洋平台随机动力响应分析方法
5.2.1 分析流程
5.2.2 随机波浪荷载计算
5.2.3 结构模型
5.2.4 计算工况
5.2.5 结构模态分析
5.2.6 等效线性化分析
5.2.7 结构随机响应
5.3 小结
参考文献
第6章 深海柔性张力腿平台结构随机振动舒适度分析
6.1 引言
6.2 基于烦恼率的振动舒适度分析方法
6.2.1 烦恼率
6.2.2 平均烦恼率A|-（x）
6.2.3 烦恼率计算过程
6.3 结构模型和环境参数
6.4 结构随机加速度响应
6.5 柔性海洋平台结构振动烦恼率计算
6.5.1 频率计权
6.5.2 隶属度函数计算
6.5.3 振动烦恼率计算
6.6 张力腿平台结构各影响因素敏感性分析
6.6.1 水深
6.6.2 波浪波高和作用方向
6.6.3 张力腿预张力
6.6.4 不同波浪谱模型
6.7 小结
参考文献
A.6 常用波浪谱
第7章 海底悬跨管道随机振动响应及其疲劳寿命可靠性分析
7.1 引言
7.2 结构模型及环境参数
7.3 随机升举力模型
7.4 结构模态分析
7.5 非线性刚度矩阵
7.6 悬跨管道随机振动响应
7.6.1 位移响应谱
7.6.2 应力响应谱
7.7 悬跨管道随机疲劳寿命和疲劳可靠性分析
7.8 悬跨管道随机振动影响因素敏感性分析
7.8.1 悬跨长度
7.8.2 波高
7.8.3 水深
7.8.4 管道外径
7.8.5 残余应力
7.9 小结
参考文献
第8章 结论与展望
8.1 主要研究成果
8.2 主要创新点
8.3 研究展望
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3011975
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3011975.html
