基于粘弹性阻尼器的海洋平台振动控制

发布时间：2021-07-29 11:32

　　海洋平台受风、浪、流和冰等环境荷载的作用，这些外荷载具有显著的长期性、连续性特点，因此，海洋平台在使用过程中存在着较陆上结构更为明显、持续的振动问题。本文在总结了国内外对海洋平台振动控制研究现状的基础上，对海洋平台粘弹性阻尼控制技术进行研究，提出采用粘弹性阻尼器对海洋平台进行振动控制的策略。分别采用规则波理论和随机波理论描述海浪模型，通过线性化的Morison方程计算平台承受的波浪力。分析粘弹性阻尼器的性能，建立粘弹性阻尼器的模型，根据实际环境条件，设计了粘弹性阻尼器。基于现代控制理论研究了海洋平台粘弹性阻尼器控制系统，建立海洋平台粘弹性阻尼控制系统的运动方程以及相应的状态空间方程，编制了相应的计算程序，并进行数值仿真计算。粘弹性阻尼器安装位置的优化，是提高振动控制效果和效率的关键问题。研究了极点配置技术，对粘弹性阻尼器进行位置优化配置，同采用将粘弹性阻尼器设置在平台层间位移均方差最大处作了比较。考虑波浪峰值先后到达相邻平台的时间不同，研究了采用粘弹性阻尼器的相邻海洋平台的振动控制；分析了利用粘弹性阻尼器对海洋平台进行振动控制的有效性。 本文的研究表明采用粘弹性阻尼器对海洋平台的... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
1 前言
    1.1 海洋平台振动控制的研究目的和意义
    1.2 结构控制的概念及分类
    1.3 耗能减振技术的研究、应用与发展
        1.3.1 耗能减振技术的发展
        1.3.2 常见的耗能装置
    1.4 粘弹性阻尼减振技术的研究、应用与发展
    1.5 海洋平台的介绍
        1.5.1 国外海洋平台概述
        1.5.2 海洋平台振动控制的研究
    1.6 本文的研究意义和主要内容
2 海洋平台所受的波浪载荷
    2.1 引言
    2.2 确定性波浪理论
        2.2.1 小振幅波(线性波)理论
        2.2.2 司托克斯波理论
        2.2.3 椭圆余弦波理论
        2.2.4 孤立波理论
    2.3 随机波浪理论
    2.4 波浪力
        2.4.1 Morison波浪力公式
        2.4.2 阻力的线性化
        2.4.3 随机波浪力
    2.5 平台波浪力计算
3 粘弹性阻尼器的设计
    3.1 粘弹性材料的性能与特点
        3.1.1 粘弹性阻尼材料
        3.1.2 粘弹性阻尼器
    3.2 粘弹性阻尼器的力学模型
        3.2.1 粘弹性阻尼器的性能特点
        3.2.2 开尔文模型
    3.3 粘弹性阻尼器性能
    3.4 粘弹性阻尼器的设计
        3.4.1 粘弹性材料的选择
        3.4.2 阻尼器设计温度的选择
        3.4.3 阻尼器的结构形式
        3.4.4 阻尼器耗能性能的计算
4 阻尼器位置的优化
    4.1 阻尼器位置优化问题的提出及其研究进展
    4.2 阻尼器位置优化的极点配置法
        4.2.1 单自由度系统
        4.2.2 最优极点配置
        4.2.3 多自由度系统
5 波浪载荷作用下海洋平台的动力分析
    5.1 平台结构的模型
    5.2 平台结构的基本特性分析
    5.3 波浪载荷作用下海洋平台的响应(确定性方法)
    5.4 波浪载荷作用下海洋平台的响应(随机方法)
    5.5 平台振动控制的极点配置
    5.6 相邻海洋平台结构的粘弹性阻尼控制
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]粘弹性阻尼器在控制高层钢结构建筑风振反应中的应用[J]. 葛晓明,肖忠来.  苏州大学学报(自然科学). 2001(04)
[2]高层建筑粘弹性阻尼器的优化设置[J]. 黄铭枫,唐家祥.  华中科技大学学报. 2001(11)
[3]振动控制传感器/作动器的数目和位置优化设计[J]. 任建亭,闫云聚,姜节胜.  振动工程学报. 2001(02)
[4]海洋平台离散模型振动控制研究[J]. 陆建辉,梅宁.  力学与实践. 2001(02)
[5]粘弹性耗能器恢复力模型的参数影响[J]. 邹向阳,欧进萍.  振动工程学报. 2001(01)
[6]海洋平台结构动力响应优化设计与灵敏度分析[J]. 顾元宪,马红艳,姜成,亢战,张洪武.  海洋工程. 2001(01)
[7]相邻结构的高效阻尼控制[J]. 谭平,周福霖,吴柱中.  世界地震工程. 2000(04)
[8]结构控制方法评述[J]. 孙剑平,朱晞.  力学进展. 2000(04)
[9]钢筋混凝土结构的地震损伤控制设计[J]. 欧进萍,何政,吴斌,龙旭.  建筑结构学报. 2000(01)
[10]相邻结构之间的互助耗能减震[J]. 田志昌,张黎明.  包头钢铁学院学报. 1999(04)



本文编号：3309244