基于变刚度TMD的海洋平台振动控制虚拟实现
海洋平台结构是海洋油气资源开发的基础性设施，是海上生产作业和生活的基地。在风浪流等动载荷的作用下，有可能产生过大的振动响应，因此将结构振动控制理论和方法应用于海洋工程当中是非常必要的。在海洋工程中应用虚拟样机技术具有非常现实的意义，可缩短研究周期、节约研究费用、提高研究质量。
本文以一实际平台结构为研究对象，在考虑实际应用和工程条件要求的前提下，设计一种新型变刚度调谐质量阻尼器(VSTMD)，并对控制装置的振动控制效果进行了研究。在充分了解CⅡ海洋平台结构特点和环境特征的前提下，首先建立该平台的有限元模型，分析其模态特性及其在随机波浪载荷作用下的动力响应，确定结构y方向为主振动方向，为振动控制指明方向。然后根据平台结构参数、动力响应、载荷特点设计了控制装置主要参数，并提出切实可行的控制方案及完整的控制系统。在此基础上，使用多种软件对该控制器的控制效果进行了联合仿真，首先建立海洋平台的柔性体模型并验证了模型的正确性，通过一定的约束关系将控制器模型添加到平台甲板上，建立控制系统模型并进行机电一体化仿真。仿真结果表明，该控制装置对由随机波浪力引起的平台振动有良好的控制效果，平台甲板的位移响应均方根差下降了23.02％，加速度响应均方根差下降了26.51％，支撑移动位移均方根差为0.0612m在允许范围内。在确定控制装置有效的基础上，对控制装置的安装位置进行了分析研究，为物理样机的设计、制造、调试和安装提供了依据。
海洋平台结构;随机响应;振动控制;虚拟样机;ADAMS;ANSYS;阻尼器
中国海洋大学
硕士
环境工程
陆建辉
2005
中文
TE951;TB535;TP391.9
64
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）