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《海洋順應(yīng)式結(jié)構(gòu)的非線性動力響應(yīng)分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第29卷第4期Vo1．29No．4工程力學(xué)2012年4月Apr．2012ENGINEERINGMECHANICS文章編號：1000—4750(2012)04—0231-06海洋順應(yīng)式結(jié)構(gòu)的非線性動力響應(yīng)分析沈紀蘋，楊驍2f1．上海市應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)研究所，上海200072；2上海大學(xué)土木工程系，上海200072)摘要：將海洋平臺中順應(yīng)式結(jié)構(gòu)簡化為底端具有線彈性扭轉(zhuǎn)彈簧約束，頂端附有集中質(zhì)量塊的水中柔性梁。采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法，應(yīng)用大撓度理論建立了梁的非線性耦合運動控制方程和邊界條件。應(yīng)用Morison方程給出了流體力的表達式。運用有限差分法和RungeKutta法得到了方程數(shù)值解
2、。分析了梁在各種激勵下的非線性振動特性，以及拖拽系數(shù)對梁振動的影響，并對大撓度理論下非線性梁與橫截面轉(zhuǎn)角近似下非線性梁及線性梁三種梁的振動響應(yīng)進行了比較。關(guān)鍵詞：柔性梁；大撓度；非線性耦合；有限差分法；主共振；亞諧共振；超諧共振中圖分類號：O322；TV312文獻標志碼：AANALYSISOFNONLINEARDYNAMICBEHAVIoRSoFACoMPLIANTSTRUCTURESHENJi—ping，YANGXiao(1．ShanghaiInstituteofAppliedMathematicsandMechanics，Shanghai，200072，China；2．De
3、partmentofCivilEngineering，Shan曲aiUniversity，Shanghai200072，China)Abstract：Acompliantstructureintheoceanenvironmentismodeledasabeamsuppoaedbyalinear—elastictorsionalspringatthebaseandaRachedamasspointatthefreeend．Usingthemethodofcontinuummechanicsandonthebasisoflargedeflections，thenonlinearl
4、ycoupledequationsofmotionandboundaryconditionsarederived．Thefluidforcesaremodeledusingasemi—empiricalMorisonequation．TheforcedvibrationsareanalyzedthroughthefinitedifferenceapproachandRunge-Kuttamethod．Theinfluencesofdragcoeficientsonthevibrationsarestudied．Thecomparisonbetweentheresultsofth
5、enonlinearstructuresbothwithanaccurateangleandanapproximateangleandthatofalinearstructurearealsomade．Keywords：compliantbeam；largedeflection；nonlinearlycoupled；thefinitedifferenceapproach；principalresonance；subharmonicresonance；ultraharmonicresonance海洋順應(yīng)式結(jié)構(gòu)一般用于對深海油氣資源的模型的則更少_1引。順應(yīng)式結(jié)構(gòu)順應(yīng)于環(huán)境載荷，開
6、采，它們在海洋環(huán)境作用下，水平運動響應(yīng)突出，將其豎直結(jié)構(gòu)簡化為浸入水中的柔性梁更為合理。幾何非線性影響顯著。研究設(shè)計這類順應(yīng)式結(jié)構(gòu)，Han和BenaroyaIJ利用Hamilton原理，考慮橫向并探討分析其在環(huán)境荷載作用下的運動響應(yīng)，對海與軸向運動耦合，研究了順應(yīng)式結(jié)構(gòu)的非線性自由洋工程具有重要的學(xué)術(shù)價值和實際意義_JJ。振動與受迫振動以及隨機波浪力作用下平臺的線現(xiàn)有研究資料表明，研究順應(yīng)式結(jié)構(gòu)的動力響性與非線性動力響應(yīng)。謝文會和唐友剛【】2J采用伽遼應(yīng)時，一般將其豎直結(jié)構(gòu)簡化為無質(zhì)量的彈簧結(jié)構(gòu)金方法計算波浪作用下計入彈性變形鉸接塔平臺或剛體】，很少將其視為彈性體，即使使用彈性
7、的非線性動力響應(yīng)。楊驍和徐小輝L13]將單腿鉸接塔體也一般使用有限元分析L7J，而使用經(jīng)典連續(xù)體平臺簡化為浸入流體的自由端處具有集中質(zhì)量塊收稿日期：2010．07．12；修改日期：2011-04—25基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(10872124／A020601)；上海市重點學(xué)科建設(shè)項目(Y0103)；上海市自然科學(xué)基金項目(06ZR140371通訊作者：沈紀蘋(1980-)，女，江蘇蘇州人，講師，博士，從事固體力學(xué)、非線性振動研究(E-mail：sjptl07@126．com)．作者簡介
