规则波对弹性结构物冲击作用试验研究

发布时间：2017-12-08 14:10

  本文关键词：规则波对弹性结构物冲击作用试验研究

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【摘要】：波浪冲击荷载是海洋结构物常见的荷载之一。这种极大的冲击荷载作用以及由它引起的结构振动响应往往是导致结构损坏和整体失稳的主要原因。近些年来,海洋开发从近海向深海区域发展,这使得结构物尺寸增加,整体刚度减小,结构的弹性效应显现。然而,以往对于波浪冲击问题的研究均假定结构物为刚体,这种简化假设对于小尺度结构物是合理的；对于刚度相对较小的大尺度结构物,由于结构物在波浪冲击荷载作用下所产生的振动和弹性变形往往会引起结构物底面的水体表面形状和冲击压力等发生变化,此时,结构物的动力响应问题不能忽略。因此,开展波浪对弹性结构物冲击作用及其引发的结构动力响应问题的试验研究具有理论意义和工程应用价值。 本文的物理模型试验是在大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的波浪水槽中进行的。通过物理模型试验,研究了波浪对弹性结构物的冲击作用及其诱发的结构动力响应问题,通过设计不同刚度的弹簧模拟了结构物的弹性支撑。试验采用规则波,波高范围为H=8cm～12cm,入射波周期范围为T=1.0s～1.8s,结构物相对净空范围为s/H=0～0.5。 针对波浪冲击问题,文中通过对采集到的冲击压力和振动加速度试验数据的分析,归纳总结了波浪冲击作用下冲击压力和振动加速度的变化特点,把一个波浪作用周期内的冲击压力和与之相对应的振动加速度分成了典型的四个过程；对于不同刚度的模型,讨论了刚度变化对冲击持续时间、冲击压力幅值和较大幅值压力沿板底部分布的影响情况。 采用小波阀值去噪的方法对采集到的冲击压力和振动加速度的试验数据进行了处理。对采集到的加速度信号通过积分方法得到了速度和位移信号。在时域讨论了相对加速度和相对支撑刚度、相对位移和相对支撑刚度之间的变化规律；在频域内讨论了振动加速度和动位移的频谱分布特点。 针对冲击现象的非平稳变化特点,文中运用连续小波变换方法,对冲击压力和振动加速度进行了时频域分析,得到了小波能量谱的分布,讨论了刚度对小波能谱分布的影响。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P75;P731.2

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本文编号：1266655