| 题名 | 大型工程结构的动力分析及实验方法研究 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1998 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 柳春图 ; 应怀樵 |
| 关键词 | 海洋平台 港口中起重机 结构系统 动力模型 碰撞 动力特性 数值计算 试验研究 |
| 学位专业 | 固体力学 |
| 中文摘要 | 本文以海洋平台和大型起重机结构为背景，进行了大型结构系统动力特性的理论分析、数值计算和试验方法的研究。主要研究工作分为以下三部分：第一部分对在环境载荷作用下，海洋平台结构系统动力建模作了分析研究。建立了波浪载荷的计算模型、导管架海洋平台的线性和非线性动力模型。根据需要，进行了波浪载荷的分析计算，选择两回事种波浪理论并对波浪载荷的计算公式采用等到效线性化技术进行了简化。作用于平台结构上的波浪载荷由计算程序完成。在建立导管架海洋平台线性和非线性模型的基础上，建立了海洋平台结构系统的线性各非线性动力平衡方程。针对以往的分析计算大多采用简化线性模型，没有考虑桩土非线性影响的状况，本文首次对海洋平台结构动力特性进行了深入细致的研究，将线性问题的模态叠加法推广应用到具有局部酆线性的海洋平台动力响应分析，研制了专门的计算软件，并有实际平台现场实测结果考核验证。以涠11-4海洋平台为实例进行了平台结构系统的固有振动特性和平在波浪载荷作用下的平台动力响应的数值计算，计算结果和现场实测结果相当吻合。桩基土壤特性对结构的动力特性有一定的影响。用模态叠加法进行海洋平台结构系统的动力响应计算比用直接积分法显著地节省了计算时间。第二部分研究了船舶与海洋平台的碰撞问题，首次建立了考虑桩-土非线性相互作用的船舶与海洋平台碰撞系统的动力模型。采用非线性串联簧描述平台结构撞击点的局部凹陷特性和橡胶护舷的特性。编制了分析软件，它为平台的设计、使用和维修等提供了有用的理论根据和有效的计算方法。通过对涠11-4海洋平台结构系统在供应船碰撞作用下动力响应的数值计算，获得了平台结构在供应船撞击下的碰撞力、结构响应等到信息，计算响应和实际碰撞测试结果基本一致，表明了所建模型方法的合理性。通常情况桩基非线性对平台碰撞响应的影响不大。第三部分针对大型港口起重机结构系统的动力特性，首次提出采用环境激励方法和脉冲锤击变时基采样分析方法进行现场动态特性测试。环境激励测试方法可通过大容量数据采集提高试验结果的精度。脉冲锤击法进行大型结构的动力态特性测试，采用变时基采样和传递函数分析方法解决了大型结构瞬态激励时间短，响应时间长需要不同采样频率的难题。针对大型结构测试需要布置测点多传感器少情况，提出了分步测量最后测试信号集总分析的方法，解决了实际问题。额定载荷作用下结构的位移和应力测试扩展了结构动力特性试验，试验结果为生产厂家的改进设计和起重机的安全使用提供了基础。同时为进一步建立起重机结构系统合理的模型和分析计算结果提供了更基本的比较内容。另外，本文建立了起重机有限元模型，由此模型计算的固有频率和振型，与结构测量的结果相当一致。动态载荷作用下结构动力响应的数值模拟表明：实际结构中各部件的动力放大系数不一样。 |
| 索取号 | 29830 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 固体力学 |
| 公开日期 | 2009-04-13 ; 2009-08-25 |
| 出处 | [博士论文].北京.中国科学院力学研究所,1998 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/23854]  |
| 专题 | 力学研究所_力学所知识产出(1956-2008) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | . 大型工程结构的动力分析及实验方法研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 1998. |
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