海洋平臺系泊纜繩非線性動力學(xué)特性研究.pdf

1、隨著海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的提出，我國在海洋領(lǐng)域的投入力度越來越大。海洋平臺作為開發(fā)和利用海洋資源的主要裝備之一，其建造和使用規(guī)模也不斷擴(kuò)大。對于各類型的海洋平臺，都需要利用定位系統(tǒng)來幫助其進(jìn)行定位?，F(xiàn)在運(yùn)用比較廣泛的定位系統(tǒng)是系泊系統(tǒng)。利用系泊系統(tǒng)進(jìn)行定位，海洋平臺才能在深海大洋中比較平穩(wěn)的進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。在研制海上浮式結(jié)構(gòu)物的過程中，準(zhǔn)確掌握其系泊系統(tǒng)的各種非線性動力學(xué)特性是一項(xiàng)非常重要的工作。研究海洋平臺系泊纜繩的非線性動力學(xué)行為是考察海洋平

2、臺穩(wěn)定性與可靠性的關(guān)鍵性問題之一，如系泊纜繩運(yùn)動的穩(wěn)定平衡點(diǎn)、系泊纜繩振動的倍周期、混沌以及分叉等現(xiàn)象。對系泊纜繩的非線性動力學(xué)特性作出完善的分析，可為系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造提供可靠的技術(shù)建議和工程參考，進(jìn)而能夠更好地抵御各種復(fù)雜惡劣的海洋環(huán)境載荷對海洋平臺的不利影響，以便更好的保證海上平臺長期在一定區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定可靠地生產(chǎn)作業(yè)。本文以海洋平臺系泊系統(tǒng)簡化的力學(xué)模型作為研究對象，探討在縱向激勵下系泊纜繩的動力學(xué)特性。具體研究內(nèi)容如下所示：

3、>　　1、建立系泊纜繩動力學(xué)模型
　　在各類型的海上平臺中選擇張力腿平臺（TLP）的系泊系統(tǒng)作為研究和分析對象。由于張力腿平臺的系泊系統(tǒng)是幾乎以垂直方式錨固于海底基礎(chǔ)的，這種情況為后面的分析以及模型的簡化提供了便利。利用Hamilton原理建立動力學(xué)方程，并作變分計(jì)算，對纜繩微段所受的力進(jìn)行分析列出平衡方程。
　　2、列出系泊纜繩的動力學(xué)方程組并對對動力學(xué)方程組進(jìn)行無量綱化
　　通過上述計(jì)算，建立在縱向激勵響應(yīng)下的動力