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基于缩聚法的船体板架结构局部振动特性研究
| 论文题名： | 基于缩聚法的船体板架结构局部振动特性研究 |
| 关键词： | 船体板架结构;局部振动特性;缩聚法;固有频率;有限元模型 |
| 摘要： | 随着科技、军事的进步，海洋能源的开发以及海洋运输业的崛起，船舶与海洋结构物日益呈现出向大型化、复杂化发展的趋势，其所承受的动态载荷及力学环境也变得异常复杂，计算分析这类复杂结构的动力学响应问题的时间和费用急剧升高，如何快速准确地实现这类大型复杂结构的动态特性预报与分析也就变得越来越重要。自由度缩聚技术正是为了解决这类问题而被提出的。 在无阻尼结构自由度缩聚领域，求解精度和计算效率在过去五十多年中一直是众多学者关注的问题，半个世纪以来在该领域产生了众多的方法，如Guyan法、Kuhar法、IRS法及其子结构法、迭代缩聚法等。这些方法的提出使得自由度缩聚理论日臻成熟，计算精度和效率均达到了较高的水平。 本文以“将现有缩聚技术应用于船舶结构局部振动特性研究领域”为主线，以实用性为根本出发点，探究了各种方法的有效性及适用性，旨在为复杂船体结构的动力学问题提供一种简单有效的解决方法。主要的研究工作安排如下： 首先，基于整体结构缩聚理论，将其应用于船体加筋板架结构的动力学分析，通过板架结构的固有频率计算以及谐响应分析，得到各种方法的有效性，并推断出各种方法的适用性； 其次，基于子结构缩聚理论，将其应用于船体加筋板架结构的动力学分析，通过板架结构的固有频率计算以及谐响应分析，得到各种方法的有效性，并推断出各种方法的适用性； 再次，针对目前设备、基座与船体耦合振动的工程问题，将整体结构缩聚法及子结构缩聚法中效率、精度最高的两种缩聚法应用于其振动特性分析，探究这两种方法在复杂结构的动力学分析中的有效性及工程适用性。将迭代子结构缩聚法应用于水面舰船结构设备安装高度的优化设计，分析在不同的安装高度和相同激励力作用下，舱段底部的振动响应。 最后，针对现有缩聚法存在的不足，结合缩聚理论和混合有限元法基本原理，提出一种新的缩聚方法——模型简化缩聚法：对于整体结构中需要考查的区域精确建立其三维有限元模型，而将非考查区域等效简化为一维船体梁，通过一定的连接技术将二者连接，构成混合有限元模型，在混合有限元模型的基础上对结构进行缩聚处理。通过一简化船体模型验证了该方法的有效性。 |
| 作者： | 谢晓忠 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 姚熊亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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