随机波浪载荷激励下海洋平台振动控制技术研究
发布时间：2023-09-17 18:54
随着我国近海油气资源的开采，工程设施的建设急需一套实时检测／监测、预警和控制等技术安全保障措施，海洋平台的振动控制技术研究正是适于这种需要提出的。近年来，岸上结构振动控制技术得到迅速发展，但对海上结构而言，这一方面的研究成果甚少。本文针对某海洋平台的振动治理工程，以平台振动控制为主线，进行海洋平台振动控制等相关技术研究，主要包括以下几个方面内容： 海洋平台结构系统参数辨识 包括模态参数辨识和物理参数辨识；研究利用环境激励技术对平台动力参数进行辨识，数值模拟表明对低阶模态参数辨识有较高精度。建立剪切型结构模型物理参数识别递推公式，阐明了利用完整结构模态信息和非完整信息进行辨识的差异，指出引起误差的原因。 结构振动控制模型 结构振动控制需要精确的系统数学模型，同时控制的实时性要求系统的模型阶数不能过高。采用动力减缩技术，得到适于振动控制研究的平台减缩模态，在随机环境载荷激励下，减缩模型与有限元模型两者位移响应具有较好一致性。 平台振动测试数据分析 分析海洋平台测量数据，得到平台基频的漂移性及其量值，结合数值分析结果阐明引起过度振动的原因，为平台振动治理提供依据。 ...
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
前言
1 结构振动控制技术研究进展
1.1 振动控制技术概念
1.2 振动控制技术研究进展
1.2.1 被动控制方法
1.2.2 主动控制方法
1.2.3 混合控制方法
1.2.4 半主动控制方法
1.3 海洋平台振动控制技术
参考文献
2 结构振动控制数学模型
2.1 引言
2.2 结构振动模态分析理论
2.2.1 实模态分析
2.2.2 复模态分析
2.3 结构振动控制数学模型
2.3.1 状态空间描述的数学模型
2.3.2 系统传递函数描述的数学模型
参考文献
3 结构动力参数辩识
3.1 输入未知时的结构参数识别技术
3.2 随机减量技术
3.2.1 SDOF体系的随机减量技术
3.2.2 多自由度系统的随机减量技术
3.3 ITD识别方法
3.3.1 数学模型
3.3.2 系统参数识别
3.3.3 模态参数估计
3.4 ITD法识别中的相关问题
3.5 结构振动物理参数识别
3.5.1 模态坐标转换法识别物理参数
3.5.2 结构振动剪切模型及物理参数识别
3.5.3 数值算例
3.6 本章小结
参考文献
4 海洋平台动力响应及系统识别
4.1 CⅡ海洋平台概况
4.2 CⅡ海洋平台有限元模型
4.3 平台模态分析
4.4 平台在波浪力作用下的动力响应时程分析
4.4.1 作用在平台桩腿上的随机波浪载荷
4.4.2 平台在波浪力作用下的动力响应
4.5 海洋平台模态参数识别
4.6 本章小结
参考文献
5 CⅡ平台振动测试
5.1 工程背景
5.2 测试方案
5.2.1 测点布置
5.2.2 测量仪器
5.2.3 环境条件
5.3 测试结果分析
5.4 本章小结
参考文献
6 海洋平台振动控制模型
6.1 完备模态空间的生成
6.2 改进的实用完备模态空间
6.3 动力模型减缩
6.3.1 物理型减缩
6.3.2 混合型减缩
6.4 CⅡ平台振动控制模型
6.4.1 平台振动控制减缩模型
6.4.2 动力响应分析
6.5 本章小结
参考文献
7 海洋平台粘弹性阻尼控制
7.1 概述
7.2 粘弹性阻尼器的构造
7.3 粘弹性阻尼器计算模型
7.3.1 Maxwell模型
7.3.2 Kelvin模型
7.3.3 标准线性固体模型
7.3.4 有限元模型
7.4 含粘弹性阻尼器结构分析方法
7.4.1 动力特性分析法
7.4.2 动力响应分析法
7.5 粘弹性阻尼器设计
7.6 减缩模型(含粘弹性阻尼器)动力分析
7.7 有限元模型平台粘弹性阻尼振动控制
7.8 本章小结
参考文献
8 基于TMD变刚度的平台振动半主动控制
8.1 概述
8.2 非平稳波浪载荷的描述及其平台动力响应
8.3 基于TMD变刚度的平台振动半主动控制
8.3.1 平台半主动振动控制模型
8.3.2 VSTMD控制策略
8.3.3 VSTMD作动器和控制系统设计
8.4 基于VSTMD的CⅡ平台振动半主动控制数值模拟
8.5 本章小结
参考文献
9 全文总结
9.1 主要研究内容
9.2 主要技术创新点及成果
9.3 进一步研究工作展望
致谢
附录
本文编号：3847962
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
前言
1 结构振动控制技术研究进展
1.1 振动控制技术概念
1.2 振动控制技术研究进展
1.2.1 被动控制方法
1.2.2 主动控制方法
1.2.3 混合控制方法
1.2.4 半主动控制方法
1.3 海洋平台振动控制技术
参考文献
2 结构振动控制数学模型
2.1 引言
2.2 结构振动模态分析理论
2.2.1 实模态分析
2.2.2 复模态分析
2.3 结构振动控制数学模型
2.3.1 状态空间描述的数学模型
2.3.2 系统传递函数描述的数学模型
参考文献
3 结构动力参数辩识
3.1 输入未知时的结构参数识别技术
3.2 随机减量技术
3.2.1 SDOF体系的随机减量技术
3.2.2 多自由度系统的随机减量技术
3.3 ITD识别方法
3.3.1 数学模型
3.3.2 系统参数识别
3.3.3 模态参数估计
3.4 ITD法识别中的相关问题
3.5 结构振动物理参数识别
3.5.1 模态坐标转换法识别物理参数
3.5.2 结构振动剪切模型及物理参数识别
3.5.3 数值算例
3.6 本章小结
参考文献
4 海洋平台动力响应及系统识别
4.1 CⅡ海洋平台概况
4.2 CⅡ海洋平台有限元模型
4.3 平台模态分析
4.4 平台在波浪力作用下的动力响应时程分析
4.4.1 作用在平台桩腿上的随机波浪载荷
4.4.2 平台在波浪力作用下的动力响应
4.5 海洋平台模态参数识别
4.6 本章小结
参考文献
5 CⅡ平台振动测试
5.1 工程背景
5.2 测试方案
5.2.1 测点布置
5.2.2 测量仪器
5.2.3 环境条件
5.3 测试结果分析
5.4 本章小结
参考文献
6 海洋平台振动控制模型
6.1 完备模态空间的生成
6.2 改进的实用完备模态空间
6.3 动力模型减缩
6.3.1 物理型减缩
6.3.2 混合型减缩
6.4 CⅡ平台振动控制模型
6.4.1 平台振动控制减缩模型
6.4.2 动力响应分析
6.5 本章小结
参考文献
7 海洋平台粘弹性阻尼控制
7.1 概述
7.2 粘弹性阻尼器的构造
7.3 粘弹性阻尼器计算模型
7.3.1 Maxwell模型
7.3.2 Kelvin模型
7.3.3 标准线性固体模型
7.3.4 有限元模型
7.4 含粘弹性阻尼器结构分析方法
7.4.1 动力特性分析法
7.4.2 动力响应分析法
7.5 粘弹性阻尼器设计
7.6 减缩模型(含粘弹性阻尼器)动力分析
7.7 有限元模型平台粘弹性阻尼振动控制
7.8 本章小结
参考文献
8 基于TMD变刚度的平台振动半主动控制
8.1 概述
8.2 非平稳波浪载荷的描述及其平台动力响应
8.3 基于TMD变刚度的平台振动半主动控制
8.3.1 平台半主动振动控制模型
8.3.2 VSTMD控制策略
8.3.3 VSTMD作动器和控制系统设计
8.4 基于VSTMD的CⅡ平台振动半主动控制数值模拟
8.5 本章小结
参考文献
9 全文总结
9.1 主要研究内容
9.2 主要技术创新点及成果
9.3 进一步研究工作展望
致谢
附录
本文编号：3847962
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