导管架平台抗冰振措施的数值分析
发布时间：2021-03-04 21:26
冰荷载对海洋结构物的威胁除了高荷载值外，更在于它显著的动力效应。冰激振动已引起多起灾难性的海工结构破坏事故。本文针对渤海海冰条件和结构条件，提出了一种简易的海洋平台抗冰振措施并对其进行数值分析。具体措施是在平台导管架桩腿上设置弹性橡胶减振护层，用于改变冰载荷的动力特性。计算中将橡胶减振护层假设为一种附加在主体结构上的“弹簧－阻尼”子系统，子系统的刚度通过实体模型经 ANSYS 程序计算后得到。选取合适的冰力函数，以此冰力函数用 ANSYS 程序对 JZ20-2 平台进行动力分析，得到设置橡胶减振护层前、后平台上层甲板不同的振动参数。经比较，得出设置橡胶减振护层后的减振效果，证明此法是一种简易、可行、经济的减振措施。
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冰排在压块前的破坏形式
第一节 强迫振动机理的理论解释理论认为冰力具有本身内在的周期性和频谱特性，尽管结冰破碎的条件，冰力的振荡过程最终只取决于海冰本身的冰力只是时间函数，因此可直接给出冰力函数，函数的形为冰力的变化同结构条件无关。其中具有代表性有 Enld 模型、Matlock 模型和冰激随机强迫模型等。列举如下lbrektson 模型[74]tson 通过多年来在一座观测系统完善的灯塔上进行的现的结论，即该模型将冰力过程视为一个“锯齿状”的周期），该周期函数具有同结构位移相同的相位，周期 T＝的破碎长度和冰速，且 l＝ch，h 为设计冰厚，c 为常数，建议采用 c＝0.1～0.3。按照此冰力函数对灯塔的动力在共振状态下得到的动力放大效应为 2。
而在频率锁定范围之外，则更接近于强迫振动。在冰力振子模型中，冰的动力特性直接来自冰与结构动力相互作用的模型试验，这比目前采用的冰样的单轴静强度试验结果更接近于实际情况。3.2.3 动—静转化模型[82]虽然人们提出了许多数值模型来分析动冰力下的结构响应，且模型与试验和现场测试的结果更加吻合，但同时也带来了数值模型的复杂性。为此，该模型提供了一种基于能量方程的简单方法。模型考虑大面积运动冰排不断为冰与结构相互作用提供能量。速度以及运动方向均保持不变。假定振幅只与冰速和结构最低振动频率有关。1978 年进行的现场测试及贯入试验表明：不同冰速下，冰与柔性结构有以下的作用模式：①由于冰的蠕变而产生的稳定荷载；②因为不连续冰挤压产生的周期性瞬时载荷；③由于冰挤压破坏造成的稳定破坏；④连续冰挤压引起的微小响应。此模型中考虑了后三者。示意图如图 3-3 所示。v 为冰速，uc描述交界面上结构的运动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]锥体冰力的实验研究[J]. 史庆增,黄焱,宋安,孙振平,李桐魁. 海洋工程. 2004(01)
[2]锥体结构的冰激振动与冰力函数[J]. 岳前进,毕祥军,于晓,时忠民. 土木工程学报. 2003(02)
[3]海洋平台结构振动的AMD主动控制参数优化分析[J]. 张春巍,欧进萍. 地震工程与工程振动. 2002(04)
[4]导管架式海洋平台结构阻尼隔振体系及其减振效果分析[J]. 欧进萍,龙旭,肖仪清,吴斌. 地震工程与工程振动. 2002(03)
[5]冰激振动及冰荷载动力特性的试验研究[J]. 佟建峰,宋安,史庆增. 海洋工程. 2001(04)
[6]Characteristics of the Function of Ice Force on Vertical Cylindrical Piles[J]. 史庆增,宋安,佟建峰. China Ocean Engineering. 2001(03)
[7]具有软着陆保护的橡胶支座隔震体系[J]. 周锡元,韩淼,曾德民,樊水荣. 建筑结构学报. 2000(05)
[8]冰对锥体结构作用力的预测模型分析[J]. 于永海,岳前进. 海洋学报(中文版). 2000(03)
[9]振动压路机橡胶减振器动态性能试验研究[J]. 秦四成,陈龙珠,苏峰. 工程机械. 2000(01)
[10]我国桥梁隔震技术的应用[J]. 范立础,王志强. 振动工程学报. 1999(02)
本文编号：3063950
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冰排在压块前的破坏形式
第一节 强迫振动机理的理论解释理论认为冰力具有本身内在的周期性和频谱特性，尽管结冰破碎的条件，冰力的振荡过程最终只取决于海冰本身的冰力只是时间函数，因此可直接给出冰力函数，函数的形为冰力的变化同结构条件无关。其中具有代表性有 Enld 模型、Matlock 模型和冰激随机强迫模型等。列举如下lbrektson 模型[74]tson 通过多年来在一座观测系统完善的灯塔上进行的现的结论，即该模型将冰力过程视为一个“锯齿状”的周期），该周期函数具有同结构位移相同的相位，周期 T＝的破碎长度和冰速，且 l＝ch，h 为设计冰厚，c 为常数，建议采用 c＝0.1～0.3。按照此冰力函数对灯塔的动力在共振状态下得到的动力放大效应为 2。
而在频率锁定范围之外，则更接近于强迫振动。在冰力振子模型中，冰的动力特性直接来自冰与结构动力相互作用的模型试验，这比目前采用的冰样的单轴静强度试验结果更接近于实际情况。3.2.3 动—静转化模型[82]虽然人们提出了许多数值模型来分析动冰力下的结构响应，且模型与试验和现场测试的结果更加吻合，但同时也带来了数值模型的复杂性。为此，该模型提供了一种基于能量方程的简单方法。模型考虑大面积运动冰排不断为冰与结构相互作用提供能量。速度以及运动方向均保持不变。假定振幅只与冰速和结构最低振动频率有关。1978 年进行的现场测试及贯入试验表明：不同冰速下，冰与柔性结构有以下的作用模式：①由于冰的蠕变而产生的稳定荷载；②因为不连续冰挤压产生的周期性瞬时载荷；③由于冰挤压破坏造成的稳定破坏；④连续冰挤压引起的微小响应。此模型中考虑了后三者。示意图如图 3-3 所示。v 为冰速，uc描述交界面上结构的运动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]锥体冰力的实验研究[J]. 史庆增,黄焱,宋安,孙振平,李桐魁. 海洋工程. 2004(01)
[2]锥体结构的冰激振动与冰力函数[J]. 岳前进,毕祥军,于晓,时忠民. 土木工程学报. 2003(02)
[3]海洋平台结构振动的AMD主动控制参数优化分析[J]. 张春巍,欧进萍. 地震工程与工程振动. 2002(04)
[4]导管架式海洋平台结构阻尼隔振体系及其减振效果分析[J]. 欧进萍,龙旭,肖仪清,吴斌. 地震工程与工程振动. 2002(03)
[5]冰激振动及冰荷载动力特性的试验研究[J]. 佟建峰,宋安,史庆增. 海洋工程. 2001(04)
[6]Characteristics of the Function of Ice Force on Vertical Cylindrical Piles[J]. 史庆增,宋安,佟建峰. China Ocean Engineering. 2001(03)
[7]具有软着陆保护的橡胶支座隔震体系[J]. 周锡元,韩淼,曾德民,樊水荣. 建筑结构学报. 2000(05)
[8]冰对锥体结构作用力的预测模型分析[J]. 于永海,岳前进. 海洋学报(中文版). 2000(03)
[9]振动压路机橡胶减振器动态性能试验研究[J]. 秦四成,陈龙珠,苏峰. 工程机械. 2000(01)
[10]我国桥梁隔震技术的应用[J]. 范立础,王志强. 振动工程学报. 1999(02)
本文编号：3063950
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