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1、大連理工大學碩士學位論文海洋平臺冰激振動控制姓名：金兆玉申請學位級別：碩士專業(yè)：固體力學指導教師：岳前進20040610摘要冰與柔性直立結(jié)構(gòu)的相互作用對海上建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的影響，甚至造成危害。隨著海上油氣資源的開發(fā)，冰激振動對海洋平臺的威脅越來越大。合理的設計抗冰振的新型海洋平臺和采取措施對海洋平臺冰激振動進行控制已經(jīng)成為當前急需解決的問題。本文首先結(jié)合多年來在渤海遼東灣JZ9-3平臺和JZ20．2MSW平臺進行原型冰力試驗的結(jié)果分析了渤海海域動冰力的形式和冰力時程。為海洋平臺進行冰振計算打下基礎。土木工程中的振動控制已經(jīng)
2、開展了很多年，通過對土木工程中振動控制策略和裝置的回顧和研究，找出適合于海洋平臺冰激振動控制的策略和裝置。振動控制主要可以分為被動控制、主動控制和半主動控制等。針對被動控制由于海洋平臺的特殊性，本文選定了對海洋平臺上部結(jié)構(gòu)進行隔振和在上層甲板安裝TMD的方法以減輕冰激振動的影響。TMD對結(jié)構(gòu)進行振動控制的設計過程中，其最優(yōu)參數(shù)的確定很重要，本文總結(jié)了前人對這方面的研究成果，確定適合海洋平臺冰荷載作用下其最優(yōu)參數(shù)。選定正在籌建設計中的北高點井口平臺為原型，通過數(shù)值仿真表明，TMD可以有效地降低海洋平臺上部結(jié)構(gòu)的振動響應。主動控制和
3、半主動控制現(xiàn)在已經(jīng)成為土木工程中的研究的熱點，并已經(jīng)有很多應用實例，其控制效果更佳。通過分別設計AMD和APTMD對北高點井口平臺進行控制。數(shù)值仿真的結(jié)果表明，APTMD相對于TMD和AMD都有更好的降低振動響應的效果。國內(nèi)外對結(jié)構(gòu)在風振、地震作用下振動控制裝置效果已經(jīng)開展了大量模型試驗，但是針對海洋平臺冰激振動控制的模型試驗很少開展。由于這個問題的特殊性和普遍性，結(jié)合相似理論和土木工程控制裝置模型試驗的應用。本文設計了室內(nèi)海洋平臺振動控制模型試驗的實驗模型，并制定了試驗計劃。關(guān)鍵詞：動冰力；振動控制；質(zhì)量調(diào)諧阻尼器；隔振；主動
4、質(zhì)量調(diào)諧阻尼器：模型試驗；相似理論AbstractWhenanicesheetmovesagainstaflexibleverticalstructure．itmavfaileitherbybucklingorbycrushing．Thenthestructuremaybedestroyedbytheiceforce．Asmanyoilplatformsaretobeerectedattheoceanscovedwithice．moreandmoreproblemsappear．Sincel960siceresearcherha
5、dbeguntostudytheproblemsofice-structuresinteraction．Inordertoreducetheresponseoftheplatformvibration，somemethodsanddevicesmustbefound．Tomitigationtheicc-inducedvibrationofplatformhasbeenthefirstprobleminBohaibay．Firstlythispaperdiscussedthedynamiciceforcewhentheicein
6、teractedwithverticalstructure．Afterthatafull-scaletestsystemwasintroducedatJZ9．3platformandJZ20—2MSWplatforminLiaodongBay．Then．themethodsanddevicesusedincivilengineeringhavebeendevelopmentformanyyears，someofthemarcintroducinginthispaperinordertofindoutwhichissuitable
7、fortheplatform．Vibrationisolationisconsideringinmitigatingice-inducedvibrationofplatform，theisolatorwhichusesbetweentheupsetandjacketisLRB，thenumericalsimulationisusedANSYS．Theresultshowsthatthevibrationofupsetisreducedandthevibrationofthejacketislittleincreasewithis
8、olators．Anethermethodistoaddtunedmassdamperonthetopoftheplatfonn．Theplatformissimplyasasingle—degree-of-freedomstructure，thenumeric
