海洋平臺相似模型振動控制實驗研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、海洋平臺是海洋資源開發(fā)的基礎(chǔ)性設(shè)施,其所處的環(huán)境惡劣,經(jīng)常會受到風(fēng)、浪、流甚至是冰、地震荷載的聯(lián)合作用。這種長期性的作用會造成海洋平臺的振動,從而會加劇平臺的疲勞破壞,降低系統(tǒng)的可靠度,給生產(chǎn)和生活帶來諸多不利影響。海洋平臺結(jié)構(gòu)受到外界激勵會產(chǎn)生振動,有害的振動會影響工作人員的健康,使設(shè)備和儀器不能正常使用并且會降低結(jié)構(gòu)的使用性能,嚴(yán)重的會導(dǎo)致平臺結(jié)構(gòu)的損壞,造成平臺倒塌的災(zāi)難。因此海洋平臺的振動控制問題已引起海洋工程界的極大關(guān)注,成為

2、技術(shù)人員研究的熱門課題。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目,對海洋平臺相似模型振動控制進(jìn)行了實驗研究,主要內(nèi)容包括以下幾個方面。
   第一,以海洋平臺相似模型為基礎(chǔ),使用ANSYS軟件建立有限元模型,對平臺模型進(jìn)行力學(xué)分析,得出了平臺的模態(tài)頻率、質(zhì)量和振型,為振動控制裝置設(shè)計提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
   第二,根據(jù)二自由度系統(tǒng)簡化模型,分析了ETMD減振系統(tǒng)的減振原理,得出了平臺的動力放大系數(shù)。并以動力放大系數(shù)為研究對象,分析了E

3、TMD減振系統(tǒng)各個參數(shù)對振動控制效果的影響,運用Matlab軟件進(jìn)行了參數(shù)分析。
   第三,根據(jù)海洋平臺相似模型振動控制的要求,設(shè)計了兩種減振裝置,分別用于垂直方向的振動控制和水平方向的振動控制,并闡述了其工作原理。
   第四,對海洋平臺相似模型進(jìn)行動力響應(yīng)分析,研究了平臺模型在地震載荷和波浪載荷作用下,平臺模型的振動響應(yīng)情況。為了研究振動控制裝置對平臺模型的振動控制效果,將設(shè)計好的垂直減振裝置和水平減振裝置放置在平

4、臺模型的頂端,分析了在隨機波浪載荷、地震波載荷以及正弦波載荷作用下,平臺模型的振動控制效果,并根據(jù)平臺減振效果,得出了振動控制裝置各個參數(shù)的最優(yōu)區(qū)間。
   第五,進(jìn)行了平臺相似模型振動實驗,將設(shè)計好的水平減振器放置在平臺模型振動最大的部位,考慮到模型的幾個測點較少,為了測量的準(zhǔn)確性和精度,實驗采用了單輸入單輸出的測量方法。采用激振器產(chǎn)生的正弦載荷進(jìn)行水平激振,用A2208R采集箱進(jìn)行數(shù)據(jù)方面的采集,通過CRAS V6.2的Ad

5、cras數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,獲得模型各測點的加速度、速度和位移響應(yīng)曲線。
   第六,分析了平臺模型在有無振動控制裝置時,平臺模型的振動響應(yīng)情況。通過實驗研究發(fā)現(xiàn),平臺模型減振效果良好,同時研究了減振系統(tǒng)的質(zhì)量比與平臺的振動響應(yīng)關(guān)系。將相似模型的振動控制實驗數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,能較好的吻合,并且對平臺相似模型振動控制實驗中數(shù)據(jù)存在的誤差進(jìn)行了分析。
   總之,理論分析、仿真分析和實驗研究表明,設(shè)計的振

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