土壤与地震对某自升式平台动力响应影响分析

发布时间：2023-06-01 23:49

　　自升式平台是服务于海洋工程的主要工程结构之一,平台所处的环境对海洋平台的影响是显著的,其中土壤和地震对平台的作用研究还比较少,本文结合现有的平台参数及研究成果就土壤和地震对自升式平台的作用作了一些研究,通过本文的工作为实际的工程提供一些有用的结论。本文的主要工作如下： 一、运用ANSYS有限元软件,基于实际自升式平台参数建立该平台简化的三维有限元模型,对其在极端波浪条件下进行静力及动力响应分析。通过模态分析可以发现,自升式平台自身柔度较大,在受到波浪、海流这些动载荷作用时,会显现出很明显的非线性特性,动力响应结果较静力响应结果明显偏大。说明仅仅对平台进行静强度分析是不够的,有必要考虑动力因素和非线性因素。同时探讨了在ANSYS中进行非线性计算的方法。 二、考虑平台所处土层对平台响应的影响,探讨了基于两种不同理论建立桩土相互作用下有限元模型的建模计算方法,对比分析了这两种模型的计算结果。一种为基于API规范使用非线性弹簧单元模拟土壤对桩腿的约束,另一种为基于D-P材料,建立完整的土体模型,通过定义桩靴与土体间的接触面来分析土壤对桩靴的约束作用。通过对比计算结果发现,有必要通过实地测量得到...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 自升式平台发展现状及研究意义
    1.2 环境载荷对海洋平台的影响
    1.3 研究现状
        1.3.1 自升式平台结构静态强度分析方法研究进展
        1.3.2 自升式平台结构动态强度分析方法研究进展
    1.4 本文工作
第2章 波浪理论及非线性原理
    2.1 波浪理论
        2.1.1 波浪基本理论
    2.2 非线性有限元原理
        2.2.1 非线性有限元问题的分类
        2.2.2 ANSYS计算非线性
第3章 自升式平台动力响应模型研究
    3.1 平台三维有限元模型的建立
        3.1.1 大型有限元软件ANSYS简介
        3.1.2 结构有限元模型
        3.1.3 有限元模型单元类型简介
        3.1.4 模型计算载荷
    3.2 工程实例
        3.2.1 计算条件
        3.2.2 计算模型
        3.2.3 计算工况与载荷施加
    3.3 静力学结果
    3.4 模态分析
    3.5 瞬态动力响应分析
    3.6 本章小结
第4章 桩土相互作用模型研究
    4.1 引言
    4.2 桩-土动力相互作用
    4.3 API规范对海洋平台桩-土结构的处理
    4.4 D-P模型理论及在考虑桩土问题上的应用
        4.4.1 Drucker-Prager(D-P)材料
        4.4.2 接触分析
        4.4.3 有限元模型参数设定
        4.4.4 有限元结果分析
    4.5 本章小结
第5章 地震激励下自升式平台模型研究
    5.1 地震基本理论
    5.2 地震响应谱
    5.3 地震载荷计算
        5.3.1 平台按单质点系统计算地震惯性力
        5.3.2 按多质点系统计算地震惯性力
        5.3.3 地震引起的动水压力计算
    5.4 地震响应时程分析
        5.4.1 地震时程输入
        5.4.2 模型动态时程分析
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3827262