波浪載荷作用下系泊-浮體結(jié)構(gòu)非線性隨機(jī)振動分析方法研究.pdf

1、隨著淺海油氣儲備的枯竭，深海石油開采已成大勢所趨，然而深海開發(fā)有許多的技術(shù)上的難題，浮體結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)分析就是其中之一。主要原因在四個方面：1.系泊在深海中的動力學(xué)行為變得更加明顯。2.系泊和浮體的動力學(xué)響應(yīng)在兩個不同的時間尺度上。3.除了入射波頻引起的振動以外，二階波浪力引起浮體的低頻振動非常明顯。4.低頻和波頻運動通過系統(tǒng)的非線性耦合，為保證系泊-浮體結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析的可靠性和準(zhǔn)確性必須進(jìn)行全耦合分析。但是傳統(tǒng)的時域全耦合分析計算成本

2、極高。所以為了解決這些問題，本文從非線性問題和全耦合頻域分析兩部分入手開展了如下內(nèi)容研究：
　　首先，介紹了系泊-浮體結(jié)構(gòu)，系泊-浮體結(jié)構(gòu)關(guān)系的主要物理量，及力學(xué)分析的基本方法，并對不同耦合關(guān)系進(jìn)行梳理、分類，以及系泊-浮體完全耦合分析的必要性進(jìn)行了論述。
　　其次，從非線性隨機(jī)振動出發(fā)，運用等效線性化法結(jié)合虛擬激勵，計算分析了多自由度 Duffing系統(tǒng)平穩(wěn)隨機(jī)振動。并與 Monte-Carlo法對比，結(jié)果吻合，進(jìn)一步借助

3、Bouc-Wen模型，分析滯遲系統(tǒng)平穩(wěn)隨機(jī)振動。建立半懸架汽車非線性動力學(xué)方程，并利用等效線性化和虛擬激勵法求解，得到懸架質(zhì)量和非懸架質(zhì)量功率譜變化趨勢。
　　再次，詳細(xì)分析系泊-浮體結(jié)構(gòu)各種主要耦合關(guān)系并建立數(shù)值關(guān)系。建立簡化模型的動力學(xué)方程，等效線性化處理存在的非線性關(guān)系，推導(dǎo)得到系泊-浮體結(jié)構(gòu)的平均、低頻、波頻動力學(xué)方程。結(jié)合虛擬激勵法在頻域求解動力學(xué)方程，并對非線性參數(shù)進(jìn)行討論，深入理解系泊纜拖曳力非線性問題。通過耦合和非