张希[1]2002年在《冰激直立结构稳态振动》文中研究指明基于现场原型测量，系统的研究了冰与圆柱型柔性结构相互作用问题，发现了冰与平台相互作用存在的四种冰振行为，深入探讨了其中最为严重的稳态振动现象。总结了国内外现有的冰激结构振动观点，分别指出其局限性，尤其关注其模型能否解释稳态振动的产生和锁定。在充分了解学科背景后，对冰激结构稳态振动进行了展开。 对海冰的非线性物理力学性质进行了总结，特别关注了海冰破坏的韧脆转变机制以及微裂纹演变对海冰性质的影响。深入分析了经典的Sinha增量本构方程，在理解了海冰力学性质的前提下，结合统计损伤的观点，提出一种比较适合于本题目的简化海冰本构方程。 把冰激直立结构稳态振动定性为由于海冰的非线性力学性质导致的非线性振动，证实了稳态自激现象的存在，提出了海冰的微裂纹损伤行为在稳态自激振动中起到控制作用。建立了冰和结构的耦合振动模型，给出了冰力方程。结合实验数据，定性的讨论了非线性振动的能量稳定性。 本文系统的分析了冰激直立结构稳态振动现象产生的原因，为工程设计中避免稳态振动的发生提供了理论依据。
杜小振[2]2003年在《冰致柔性直立结构振动的动冰力研究》文中进行了进一步梳理冰与柔性直立结构的相互作用对海上建筑结构产生不同程度的影响，甚至造成危害。随着海上油气资源的开发，冰引起的问题越来越多。早在上个世纪60年代就开始进行冰与结构相互作用的研究，到现在关于海冰的研究已经形成一门独立的学科——冰力学。其中动冰力的研究尤为重要，因为动冰力对结构产生一种交变荷载，引起结构的振动、疲劳失效等问题。同时由于海冰是一种相对高温材料，力学性质上存在韧—脆转变特点，海冰内部含有各种成分等所有这些确定了海冰的特殊性质。 本文首先回顾了国内外海冰与结构相互作用的研究情况，总结了前人的研究结果，并深入分析了现有的冰与直立结构相互作用动冰力模式，在此基础上介绍了我们在渤海辽东湾JZ9-3平台和JZ20-2MSW平台上的现场原型动冰力测量系统和在各种压缩速率下的海冰压缩破坏实验。根据海冰的压缩破坏特性和现场冰与柔性海洋平台直立桩腿挤压破坏观测结果，本文系统的分析了动冰力时程曲线，发现冰与结构挤压作用时随冰速的增加，可以出现叁种不同冰力形式并分别引起结构准静态振动、稳态振动和随机振动响应。本文进一步分析了各种冰力模式形成机理，提出了随着冰速变化，冰与结构相对速率变化导致结构近场冰出现塑性破坏、裂纹损伤破坏与纯脆性破坏叁种破坏模式，并解释形成交变荷载过程。继而在本文的第四章针对渤海海冰快速漂移特点，重点分析了冰快速挤压时的海冰破坏模型以及由此引起的随机动冰力，运用断裂力学说明海冰的脆性劈裂破坏机理。 最后，在第五章提出了海冰应变速率敏感性的数值演化模式。由于海冰对应变速率变化的敏感性强烈，在不同应变速率范围内，表现出不同的力学行为和强度特性。在不同应变速率段，具有不同的本构模型，因此，海冰的演化模式可分段表征。并且用本论文给出的演化模式对辽东湾海冰进行了数值计算，结果与实验值十分吻合，说明本文提出的演化模式是有效的。
屈衍[3]2006年在《基于现场实验的海洋结构随机冰荷载分析》文中研究说明本文基于对冰荷载测量现场实验数据的分析,对作用在冰区海洋结构上的随机冰荷载进行了研究。 为了研究作用在海洋结构上的冰荷载以及冰激结构振动问题,在渤海JZ9-3海域的GCP平台,MDP系缆桩以及JZ20-2海域的叁座加锥海洋平台,建立了完备的原型结构冰荷载测量系统,进行了长期的现场冰荷载测量实验。同时在合作开展的欧盟LOLEIF和STRICE项目中,在瑞典的Norstromsgrund灯塔(直立结构)进行了系统的冰荷载现场测量工作。在实验中利用压力盒对直立结构,锥体结构上的冰荷载进行了直接测量;利用加速度传感器对冰激结构振动响应进行了测量;利用摄像头对冰速,冰厚及冰与结构作用过程等相关信息进行了视频记录。实验中,得到了大量高质量的冰荷载数据。 通过对直立结构上现场试验数据的分析,发现直立结构常见振动为较强的随机振动,此时冰快速运动并发生连续挤压破碎;而冰慢速运动时结构发生的自激振动振幅最大。通过对压力盒冰荷载数据及冰挤压破碎过程的分析,基于连续挤压破碎冰力分形特征,利用Weierstrass函数对挤压破碎冰力时程进行了模拟,建立了冰力模型;通过对连续挤压破碎冰力数据进行谱分析,引入风荷载谱分析理论,在频域上建立了冰力谱模型。同时发现,挤压破碎最大冰力具有明显的尺寸效应。基于这一发现给出了挤压破碎最大冰力的计算方法。该方法与利用断裂力学理论分析挤压破碎过程得到的最大冰力计算公式符合良好。 通过对锥体结构振动响应数据及冰荷载数据的分析,发现作用在窄锥结构上的冰力具有一定周期性,可以引起柔性海洋结构的冰激振动。压力盒冰力数据显示作用在窄锥上的冰力可以简化为具有一定周期幅值的叁角形冰力脉冲。通过对冰力周期,幅值样本的统计分析,确定了冰力周期、幅值的随机分布及确定方法,建立了随机冰力函数。通过对冰力数据的谱分析,得到了窄锥结构上的冰力谱形式。发现冰力谱介于窄带宽带之间,可以用Neumann谱进行模拟。通过对谱参数与冰力参数关系的分析,建立了窄锥结构上的冰力谱模型。同时对冰与锥体作用的相关问题进行了讨论,分析了加锥对结构抗冰的影响。 以冰激结构振动响应预警,冰激结构振动疲劳分析以及冰激振动下海洋平台动力优化设计为例,对本文得到的冰荷载模型的应用进行了举例与验证。
王胜永[4]2013年在《抗冰平台结构的性能设计分析与验证研究》文中研究说明寒区抗冰平台结构的设计一直存在诸多具有挑战性的课题。特别是近年来,随着海洋油气资源开发的日益追求经济性效益,抗冰平台结构的设计越来越趋于经济性设计。然而这些抗冰平台结构在运行中普遍存在冰激振动问题,致使平台结构存在多种失效模式,甚至严重冰激振动下会导致平台结构的性能丧失。因而,如何满足各种性能需求的抗冰平台结构设计是值得深入研究的课题。寒区抗冰平台结构的性能是由多种性能需求共同构成的。抗冰平台结构的设计过程包含概念设计、初步设计和详细设计叁个阶段,其中概念设计和初步设计是决定抗冰平台结构性能的设计阶段,很有必要开展深入的研究分析工作。因而本文在平台结构现场测量数据分析及相关研究成果的基础上,开展了抗冰平台结构性能设计理论、隔振锥体减冰振策略以及简易混凝土平台结构抗冰振性能设计等方面的研究分析工作。寒区平台结构现场测量数据是抗冰平台结构性能设计研究的基础,其中渤海冰区已经开展了数年的现场测量工作,并取得了很多有价值的测量数据。本文介绍了渤海海冰信息及平台结构冰激振动响应的现场测量体系,以及测量方法、原理及技术等最新研究进展。在海冰荷载形成机理、冰力计算模型以及平台结构冰振失效机理等最新研究成果的基础上,给出了抗冰平台结构的性能评估指标。根据平台结构现场测量数据及性能评估指标,对JZ20-2海域的叁座抗冰平台结构进行了性能评估比较分析。油气资源特点、开发模式和平台结构静、动力性能需求是抗冰平台结构性能设计的主要影响因素。阐述了抗冰平台结构性能设计是满足安全性能、适用性能及经济性能要求的结构设计方法。讨论了抗冰平台结构性能设计应该满足的设计控制限值,包括安全性能的强度设计限值、适用性能的冰振失效限值以及构件截面几何尺寸设计限值等。通过平台结构冰振失效和减冰振策略分析,给出了抗冰平台结构基于性能的动力设计流程。以JZ20-2油气田为例,进行了适合该油气田开发的抗冰平台结构概念设计、平台结构选型等分析。抗冰平台应用隔振锥体减冰振是利用了海冰物理力学特性和隔振原理。即海冰弯曲破碎强度低于压缩强度以降低冰力,同时,动冰荷载作用下隔振锥体发生主要的冰激振动响应,以减少传递给平台结构的冰激振动能量。计算分析了弹簧刚度和阻尼对隔振锥体设计的影响。结果表明弹簧刚度是影响隔振锥体设计的主要因素,同时适当的阻尼能够吸收冰激振动能量,有利于降低平台结构的冰激振动响应。以JZ20-2MUQ平台结构为例,应用数值仿真分析方法验证了隔振锥体的减冰振效果。以JZ20-2油气田为例,应用实例推理方法进行了基于性能的抗冰平台结构初步设计分析。包括平台结构主桩腿及支撑杆件布置方案选择,隔振锥体设计参数计算以及各性能设计限值控制条件下的平台构件截面几何尺寸参数设计。对基于性能的抗冰平台与JZ20-2MUQ原型平台的结构设计参数及结构性能参数的进行了对比分析表明,基于性能的抗冰平台结构初步设计达到了性能设计要求,从而也验证了抗冰平台结构性能设计理论及动力设计流程的正确性和可行性。最后,混凝土平台与钢质平台进行经济性比较分析表明,混凝土平台结构在建造成本、安装就位及维护费用等方面比钢质平台更具经济性。本文分析了适用于寒区浅海边际油气田开发的抗冰平台结构应具有简易经济性、可移动性以及抗冰振等性能,并提出了满足这些性能要求的单立柱桶型基础混凝土平台型式。以JZ9-3WHPB单立柱桶型基础钢质平台结构为例,进行了将其钢质中央立柱设计为混凝土中央立柱的初步设计分析。计算分析表明,在同等冰况下,该单立柱桶型基础混凝土平台与JZ9-3WHPB单立柱桶型基础钢质平台相比,具有更好的抗冰振性能。同时,为寒区边际油气田开发提供了一种可以选择的平台结构型式。
郭峰玮[5]2009年在《基于实验数据分析的直立结构挤压冰荷载研究》文中指出本文首先分析了直立结构挤压冰荷载的物理本质,阐明了直立结构的挤压冰力是一个固体破坏力学和结构力学／动力学的耦合问题。鉴于目前固体破坏力学不能准确描述冰的挤压破碎过程,理论和数值方法的应用非常困难。因此确定了研究直立结构挤压冰荷载的合理技术路线,即首先利用原型实验和模型实验获得冰力、结构的响应等相关实测数据,通过分析实测数据并结合一定的理论假设,建立挤压冰荷载的力学模型和计算方法,进而利用实测数据对模型进行检验和修正。对冰力学的研究、抗冰结构的发展作了简单总结。随后对挤压静冰力和动冰力的研究进展进行了综述,明确了目前直立结构挤压冰荷载需要继续研究的几个问题,即冰在压缩状态下的力学行为、极值挤压静冰力的计算、交变冰力的形成机理和力学模型、以及动冰力模型实验的方法等,这些也是本文主要探讨的问题。由于冰材料的力学行为存在显着的尺寸效应,因此原型实验的实测数据被认为是研究冰荷载的最可靠依据。本文首先简单概括了国内外已经开展的、具有代表性的原型结构实测冰荷载成果,随后详细介绍了在渤海辽东湾的采油平台上建立的监测体系,论述了该原型实验获得的信息对冰荷载研究的有力支持。根据原型结构实测数据的分析,本文把直立结构的挤压冰荷载分为叁种不同的模式：准静态冰力、稳态交变冰力以及随机交变冰力。根据叁种冰力模式发生在不同冰速范围内这一现象,本文提出了一套完整的物理机理解释,认为叁种冰力模式对应着冰在不同加载速率下的力学行为,即低速率下的韧性、中等速率下的韧脆转变以及高速率下的脆性破坏特征,并深入分析了叁种冰力模式分别包含的关键力学问题。模型实验是冰荷载研究的另一个重要手段。本文简单总结了国内外已经开展的各种尺度的冰荷载模型实验,分析了其中的相似性问题。根据原型实验的分析结果,认为冰与结构的相对速度是挤压冰荷载相似性的主要控制因素,并给出了直立结构挤压动冰力模型实验的设计原则,基于此设计了一个小尺度的动冰力模型实验系统,并完成了多次实验,成功模拟了直立结构的静冰力、动冰力以及带齿条的自升式平台桩腿冰力。在实测数据分析的基础上,本文对直立结构挤压静冰力的力学模型和计算方法进行了详细论述。现有静冰力公式的主要差异在于对同时／非同时破坏的认识不同,根据原型和模型实验的数据分析,本文证明了对于柔性窄结构的挤压静冰力计算,同时破坏和韧性破坏模型更为合理,所以柔性窄结构的挤压静冰力应该显着高于传统低值冰力公式的计算结果。直立结构的挤压动冰力分为稳态动冰力和随机动冰力两种模式。实测数据分析表明,冰激结构稳态振动属于自激振动,本文结合冰在压缩应变速率进入韧脆转变区时的力学行为,给出了冰致直立结构自激振动的物理机制,证明了冰内微裂纹的生成和扩展是结构运动控制动冰力的关键因素。提出了进一步的研究思路,用以建立自激振动的发生判据和计算方法。基于已有的随机动冰力研究工作,本文分析了影响随机冰力频率成分的主要因素,提出了利用断裂力学的概念描述冰的脆性破碎尺寸,进一步描述随机冰力频率成分的思路。
刘圆[6]2006年在《抗冰海洋平台动力分析与结构选型研究》文中研究说明目前抗冰平台的设计仍处于静力设计阶段。但是近几年在渤海辽东湾多座平台的现场监测表明，渤海导管架平台存在比较剧烈的冰激振动现象，并直接威胁着平台的安全。本文基于渤海抗冰平台的现场监测数据以及冰荷载研究的最新成果，对渤海抗冰海洋平台在动冰力作用的结构特性、疲劳分析方法以及结构选型等内容进行了系统的分析和研究。首先，本文对渤海现场原型试验和基于现场原型试验取得的冰荷载研究成果进行了归纳与总结。研究结果表明，圆柱桩腿平台存在冰致稳态振动，安装破冰锥体后，结构也会发生冰激共振现象。基于直接冰力与结构响应的同步测量数据已经建立了比较实用的冰力模型，这为开展抗冰结构的动力分析创造了条件。本文的研究内容是在消化了冰荷载研究成果的基础上开展的。对开展现场监测的四座平台建立了有限元模型。基于实测的自由振动衰减曲线，利用对数缩减法确定了渤海抗冰导管架结构的综合阻尼比，为提高抗冰平台动力分析的精度提供了基础。同时分析了结构的模态特征，并利用实测数据进行了对比，验证了模型的合理性，通过对四座平台的动力响应分析，阐述了渤海抗冰导管架平台的动力特性，指出渤海的抗冰导管架结构为静刚度比较大的柔性结构。在动力特性方面，无论是直立结构还是锥体结构，其基频都与冰荷载的频率接近或一致，抗冰平台呈现明显的动力放大柔性特征。在静力特性方面，渤海抗冰平台的静刚度较大，在极值静冰力作用下，结构的位移响应较小，结构具有较大的静力安全储备。这个特点对开展结构动力优化与结构振动控制有指导意义。对渤海抗冰导管架平台的疲劳问题进行了比较全面的分析，并对冰振作用下管结点疲劳寿命的详细计算方法进行了研究。基于实测冰力时程和冰激振动响应数据，论述了渤海抗冰导管架平台存在冰激疲劳失效问题。通过安全寿命分析，给出了冰激疲劳分析的流程，进一步完善了柔性抗冰导管架平台冰激疲劳寿命的分析方法，指出估计冰激疲劳寿命的关键问题是冰荷载与冰疲劳环境参数。同时根据多年的现场冰情监测与海冰数值模拟成果，建立了渤海JZ20-2海域的海冰疲劳环境模型，为进行详细冰激疲劳寿命估计提供了基础。利用谱分析方法，分别对新建的JZ20-2NW平台和现役的JZ20-2MSW平台进行了详细的冰激疲劳寿命估计。另外，还分析了冰激甲板振动对工作人员和上部管线系统的影响，指出甲板加速度引起的上部管线和作业人员的疲劳也是平台设计需要考虑的问题，设计过程需要对平台的甲板加速度进行分析。利用谱分析方法计算了渤海四座典型抗冰导管架平台在不同冰况下最大振动加速度响应幅值，并利用实测冰激振动响应验证了计算结果的合理性，同时论述了数值结果在实际工程中的应用。最后，论述了抗冰海洋平台的结构特点和类型，目前已经应用的抗冰海洋平台主要有人工岛和导管架平台两类，总结了这两类抗冰海洋平台的发展历史和结构特点，分析了四腿、叁腿与单腿抗冰导管架结构的抗冰性能。结果表明，针对渤海冰区边际油田的开发，独腿导管架平台加抗冰锥体用作卫星平台是可行的，四腿导管架结构加抗冰锥体适合用作中心平台，并进一步论述了简易抗冰平台在渤海应用的可行性以及需要解决的关键问题。
许宁[7]2011年在《锥体海洋结构的冰荷载研究》文中研究表明冰荷载是寒区海洋结构的控制荷载。由于海冰的破坏和断裂理论尚未成熟,使得冰荷载研究发展缓慢,迄今未能建立合理的理论和计算模型。对于传统的直立形式抗冰结构,海冰发生挤压破坏,产生最危险的冰荷载,其中极值和交变荷载的机理尚未研究清楚。本文提出在直立结构上安装破冰锥体的概念以降低冰力,其原理是将结构水面位置改造成锥体形式,将海冰的挤压破坏模式转化为弯曲破坏,从而达到降低冰力和冰激振动的目的。自上世纪70年代开始,人们主要针对锥体结构极值静冰力进行研究,而动冰力的研究开展较少。针对动力问题显着的渤海冰区锥体导管架结构,大连理工大学曾开展了完备的海冰现场监测,基于实测数据建立了冰力模型,并已广泛应用于同海域结构的冰振响应预测。但上述结论对于其它海域和结构的应用存在着一定的局限性。海冰对结构作用的破坏过程非常复杂,无法采用经典力学理论或数值方法进行分析与模拟,实验方法成为研究冰荷载的主要手段。本文通过对直接测量冰力和海冰破坏行为的分析,对锥体结构冰荷载进行理论分析并建立了计算表达式：通过开展不同尺寸的原型结构和室内模型的实验研究,揭示了海冰荷载的周期、大小和时程变化的形成机理,建立了动冰力计算模型；提出了交变冰力的发生判据和宽、窄锥体结构的定义,并论证了结论的适用范围。通过冰荷载和实测结构响应的对比分析,论证了安装破冰锥体降低平台冰振的效果。本文的主要研究工作如下：1.针对渤海冰区两座原型结构的现场测量和德国汉堡船模实验室(HSVA)模型实验研究。原型结构现场测量能够为冰荷载研究提供最真实的信息,主要包括冰力和海冰破坏行为：利用JZ20-2MUQ平台上的压力盒冰力测量系统能够直接获取冰力时程曲线,通过同步测量的海冰-结构作用过程说明动冰力形成的物理过程；为避免特定结构测量信息和结论的局限性,针对同海域最大锥体导管架结构进行了冰力测量,即通过结构水下光纤应变测量整体冰力。通过现场测量得到了海冰破坏的基本规律和冰荷载的基本结论。为进一步分析结构形式(尺寸)对海冰破坏和冰荷载的影响,开展了锥体模型的室内实验。通过模型实验更加详细地分析了与锥体作用时的海冰破坏行为(包括正、倒锥体),进而对现场监测的研究结论进行验证。2.基于直接测量的海冰破坏模式分析,统计分析了海冰对锥体结构作用力的周期和幅值,确定了动冰力的形成机制,并建立了相应的计算模型。海冰交变冰力形成的物理机制是冰在锥体前的持续断裂过程：冰力周期的实质在于相邻海冰断裂的时间间隔,取决于海冰断裂长度和运动速度；冰力幅值的本质在于裂纹形成和扩展时的能量释放。二者均受到海冰破坏模式的控制。结合海冰断裂的形成机理分析,即海冰内部裂纹的形成和扩展机制,确定了原型和室内实验中两种主要的海冰破坏模式：楔梁型和板型弯曲破坏。根据实验研究中的参数范围,提出海冰破坏模式的控制要素,其中对锥体结构尺寸的影响进行了重点讨论,为研究结论的适用性奠定基础。基于海冰破坏行为的分析,利用实测冰力数据建立了冰力周期和幅值的计算模型。3.根据海冰与结构作用的物理过程确定了交变冰力的基本形式和发生判据,并给出了宽、窄锥体结构的定义。海冰与结构作用的物理过程是海冰荷载时程变化的机理解释。根据压力盒直接测量的冰力时程和同步获取的冰-锥作用过程,提出了交变冰力的基本形式：叁角脉冲(加载、卸载)和完全卸载组成的周期性荷载。完全卸载对应破碎冰在结构前的完全清除,能够保证未破碎冰直接作用于锥体,也是海冰持续弯曲破坏和交变冰力的发生条件和判据。若破碎冰能够完全清除,则定义该结构为窄锥体,此时发生交变冰力；若破碎冰不能及时清除而发生冰堆积,完整冰板不能直接作用于锥体,此时定义该结构为宽锥体。在此基础上确定了交变冰力的基本形式及其适用范围,并建立了窄锥结构的动冰力计算模型。该模型通过了多座原型结构实测响应的验证,可用于锥体海洋结构的冰振预测、评价和结构设计。4.基于原型结构的现场测量,对安装锥体降低冰振危害的效果进行了分析和评价。在直立海洋结构上安装锥体的主要目的是降低冰力和冰振。通过对冰力和结构振动响应的对比分析,说明了加锥减振的可行性和优势。安装锥体后可以从根本上消除直立结构由于海冰挤压破坏而可能引发的频率锁定冰力和恒幅稳态振动现象；通过原型结构的直接冰力测量,证明了锥体结构对冰力具有显着的降低作用,并对加锥降低冰振的效果进行了量化分析,结果表明安装破冰锥体达到了预期的效果。本文系统地开展了锥体结构动冰力形成机理、冰荷载计算模型以及安装锥体抗冰效果评价等方面的研究,从理论上研究了海冰与锥体结构相互作用时的破坏机理及冰力模型,对冰区锥体海洋结构的优化设计和安全评估具有很好的应用价值。
张大勇, 刘笛, 许宁, 岳前进, 郭龙玮[8]2015年在《冰激直立腿海洋平台疲劳寿命分析》文中指出由于渤海特殊环境条件与油藏分布决定了该海域导管架油气平台属于典型的柔性抗冰结构。多年现场观测发现,该类结构存在显着的冰激振动现象。冰振不仅能激起较大的甲板加速度响应,还会引起明显的导管架管节点交变应力。在结构设计与安全保障中进行疲劳分析及寿命估计是必要的。对于直立腿抗冰结构,精确的冰激疲劳寿命计算方法还不成熟。基于多年的现场监测,首先分析了冰与直立腿抗冰结构相互作用过程;其次,提出了冰激直立腿平台的疲劳寿命分析流程;最后,选取渤海某典型直立腿平台,利用ANSYS数值模拟,对比了稳态冰力和随机冰力下结构的疲劳损伤,进而计算出疲劳寿命。本研究为寒区柔性结构抗冰设计与安全保障提供了理论基础。
李明[9]2004年在《冰激柔性直立结构振动的试验研究》文中研究说明随着寒冷海域海洋石油开发事业的逐步发展,海冰引起的结构振动越来越受到人们的重视,尤其是海冰引起的强烈振动,严重影响着海洋平台冬季的生产作业和工作人员的安全舒适感。本文主要是通过室内模型试验来研究冰激柔性直立结构振动。为了指导试验,通过阅读大量的文献,首先对海冰的物理力学特性进行了简单介绍,然后对冰激振动领域的研究现状和动冰力模型试验的开展情况加以总结,详细介绍了迄今常见的冰激振动的理论与方法和动冰力模型试验装置。在此基础上确定了本次动冰力模型试验的试验原理,决定采用顺应式模拟器,并进行试验过程设计。本文以确定冰激结构稳态响应下的激励函数作为解决冰激振动的切入点。通过仔细观察试验现象,分析和处理大量动冰力模型试验数据,得出了冰激直立结构稳态振动属于冰-结构相互作用的结论,定义了一个控制冰-结构相互作用水平的无量纲参数——相互作用系数I,并最终建立了冰激柔性直立结构稳态响应下的激励函数,具有重要的工程实际价值。
黄焱[10]2004年在《冰激海洋平台振动的动力模型试验研究》文中研究说明冰激振动是寒区国家海洋工程所面临的课题,尽管各国已对这一问题的研究投入大量的人力、物力,但目前的研究成果与实际工程的应用要求还相去甚远。这主要是因为:冰材料自身的物理力学性质具有极大的复杂性,目前冰力学界对这些复杂特性的认识水平还不成熟;实际工程结构的形式具有很大的多样性,冰体与不同结构形式作用发生破坏的控制机理是不同的,对于冰材料破坏进程的研究也处于不够成熟的水平。模型试验是冰力学研究中十分重要的一种方法、手段,但目前国际上动冰力模型试验的发展还不够成熟。本文在对国际上已进行的相关试验研究工作进行总结与评价的基础上,设计了一套具有国际先进水平的试验装置及试验方案,对冰激柔性锥体及直立桩结构振动问题进行了系统的模型试验研究,并取得突破性进展,主要研究成果如下:在冰激柔性锥体结构振动问题的试验研究中获得重要发现,冰排前缘在柔性锥体结构前以二次断裂的特殊形式发生破坏。二次断裂进程具有两种模式,而激振冰力以何种模式作用决定于结构与冰条件的共同控制。本文针对二次断裂进程的两种模式,分别提出了两种模式下柔性锥体结构上的概化冰力函数。数值模拟结果与实测结果进行比较后,得到了令人满意的结果,这说明,本文给出的两种模式下的柔性锥体结构上的冰力函数是可以充分反映真实载荷情况的。本文在试验研究中得出重要结论,冰激柔性直立桩结构稳态振动的控制机理是冰与结构间的相互作用。结构的振动导致冰以间歇性延-脆模式破坏是这种相互作用过程中的主要特征。针对这一重要发现,本文提出了一个冰激振动问题中全新的概念—相互作用系数。这一参数直接反映出冰与结构综合作用条件对系统动力效应的控制水平,为冰激柔性直立桩结构振动问题的研究开辟了一个重要的突破方向。
参考文献：
[1]. 冰激直立结构稳态振动[D]. 张希. 大连理工大学. 2002
[2]. 冰致柔性直立结构振动的动冰力研究[D]. 杜小振. 大连理工大学. 2003
[3]. 基于现场实验的海洋结构随机冰荷载分析[D]. 屈衍. 大连理工大学. 2006
[4]. 抗冰平台结构的性能设计分析与验证研究[D]. 王胜永. 大连理工大学. 2013
[5]. 基于实验数据分析的直立结构挤压冰荷载研究[D]. 郭峰玮. 大连理工大学. 2009
[6]. 抗冰海洋平台动力分析与结构选型研究[D]. 刘圆. 大连理工大学. 2006
[7]. 锥体海洋结构的冰荷载研究[D]. 许宁. 大连理工大学. 2011
[8]. 冰激直立腿海洋平台疲劳寿命分析[J]. 张大勇, 刘笛, 许宁, 岳前进, 郭龙玮. 海洋工程. 2015
[9]. 冰激柔性直立结构振动的试验研究[D]. 李明. 天津大学. 2004
[10]. 冰激海洋平台振动的动力模型试验研究[D]. 黄焱. 天津大学. 2004