本文關鍵詞：海洋損傷結構的聲振特性研究及壽命預估，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：海洋結構的加工質量問題或運輸安裝過程中的碰擦會導致裂紋的產(chǎn)生,結構在服役過程中受到復雜海洋環(huán)境載荷的作用會導致裂紋擴展及積累,威脅結構的生產(chǎn)安全。結構損傷會影響結構的強度和剛度,增大結構振動幅度,最終可能會導致結構失效,引發(fā)重大安全事故。因此及時發(fā)現(xiàn)結構損傷,了解結構損傷程度,明確損傷結構振動特性,對于預估結構壽命,防止重大事故產(chǎn)生具有重大的研究意義。本文對常見損傷結構振動特性、振動參數(shù)可視化及疲勞壽命預估等問題進行了以下幾個方面的研究。平板、圓柱管及K型管是海洋平臺的主要組成構件,每個部件的強度都影響著整個平臺的安全性。本文在對常見裂紋模型及聲強技術研究的基礎上,采用斷裂力學理論,建立了張開型表面裂紋的線彈簧模型。引入附加轉角和附加位移來描述表面張開型裂紋在載荷作用下的變形,類比提出了表面裂紋附加結構聲強的概念,構建了常見結構附加結構聲強及結構聲強能量總值與裂紋相對深度之間的關系表達式,并利用構建的關系式研究了損傷結構裂紋相對深度和裂紋位置對結構振動、能量傳遞及分布的影響。為了驗證理論分析結果的正確性,運用有限元仿真方法,研究了損傷結構能量損耗、裂紋兩側單元的結構聲強能量差值等,并運用可視化技術繪制了結構的振動位移、等效應力、結構聲強矢量圖及等值線圖。預測裂紋在不同損傷位置及不同損傷程度下結構的疲勞壽命,求解損傷零構件的彈塑性有限元解,得到結構危險部位的局部應力應變值,實現(xiàn)對結構疲勞壽命的估算,為結構初期維護提供理論依據(jù)。最后根據(jù)上述理論,研究了聯(lián)合載荷作用下海洋平臺結構振動特性。對整體結構進行強度校核,計算了不同頻率載荷作用下平臺關鍵點的振動參數(shù),為海洋平臺結構優(yōu)化提供理論依據(jù)。
【關鍵詞】：振動特性 附加結構聲強 可視化 疲勞壽命
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH114
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-22
• 引言10-11
• 1.1 裂紋損傷模型研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2 結構聲強理論研究進展14-19
• 1.2.1 結構聲振動傳遞主要研究方法14-16
• 1.2.2 結構聲強的測量基本方法16-17
• 1.2.3 結構聲強計算研究進展17-19
• 1.3 科學計算可視化方法19-20
• 1.4 論文主要工作20-22
• 2 表面裂紋板振動特性、疲勞壽命分析22-39
• 2.1 表面裂紋的線彈簧模型22-25
• 2.2 表面裂紋板的彎曲振動25-27
• 2.3 表面裂紋殼體結構聲強27-28
• 2.4 裂紋板仿真分析28-34
• 2.5 表面裂紋板振動參數(shù)可視化34-36
• 2.6 表面裂紋板的疲勞壽命預估36-38
• 2.7 本章小結38-39
• 3 損傷管振動特性、疲勞壽命分析39-50
• 引言39
• 3.1 損傷管的振動參數(shù)推導計算39-41
• 3.2 環(huán)向裂紋損傷圓柱管仿真分析41-47
• 3.3 環(huán)向損傷圓柱管振動參數(shù)的可視化47-48
• 3.4 損傷圓柱管的疲勞壽命預估48-49
• 3.5 本章小結49-50
• 4 損傷焊接管的振動特性、疲勞壽命分析50-62
• 4.1 模型的建立及選取50-52
• 4.2 振動參數(shù)仿真分析52-57
• 4.2.1 振動位移仿真分析52-54
• 4.2.2 結構振動聲強仿真分析計算54-57
• 4.3. 疲勞壽命仿真分析57-61
• 4.4 本章小結61-62
• 5 多載荷環(huán)境下?lián)p傷海洋平臺的振動特性分析62-76
• 5.1 構建海洋平臺模型62-64
• 5.2 海洋載荷64-67
• 5.2.1 風載荷64-65
• 5.2.2 波浪載荷65-66
• 5.2.3 海流載荷66-67
• 5.3 海洋環(huán)境載荷下平臺關鍵節(jié)點振動參數(shù)計算67-75
• 5.3.1 海洋平臺模態(tài)分析67-69
• 5.3.2 海洋平臺的靜力分析69-71
• 5.3.3 海洋平臺的動力學分析71-75
• 5.4 本章小結75-76
• 6 結論與展望76-78
• 參考文獻78-83
• 致謝83
• 個人簡歷83
• 發(fā)表論文83

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本文編號：373559