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基于模态分析的海洋导管架平台损伤诊断研究
| 论文题名： | 基于模态分析的海洋导管架平台损伤诊断研究 |
| 关键词： | 导管架海洋平台;动力学损伤;CM&SM诊断;模态分析 |
| 摘要： | 目前，越来越多海洋平台正处于服役的中后期，由于所处工作条件特殊，平台结构极易产生不同类型和不同程度的损伤，这些局部损坏可能导致海上平台的整体结构失稳、损坏，使海洋平台的结构承载力降低，威胁海洋平台正常的工作。为了避免海洋平台在服役工作过程中结构发生破坏，一种有效的损伤诊断方法是必要的，这对保障平台工作人员的生命安全、保护海洋环境有着重大的意义。 针对目前海洋平台的动力学损伤诊断方法中，很难对不同类型损伤定量诊断的问题，本文以北海的挪威的Ringhorne海洋导管架平台为研究对象，基于全局损伤探测方法中的模态分析方法，提出了曲率模态和应变模态相结合的损伤诊断方法（CurvatureMode＆StrainMode,CM＆SM），为导管架平台服役过程中对不同类型实际损伤的定量诊断提供参考。 为了同时解决对海洋平台损伤定位和损伤程度诊断的问题，本文将导管架海洋平台，简化为若干梁结构，首先，通过各节点的曲率模态差值对损伤部位进行定位。其次，对损伤位置基于应变模态理论，计算损伤指标，定量表述其损伤程度。然后研究损伤指数与损伤特性的关联性，结合文献数据应用ABAQUS仿真，建立实际裂纹长度、凹陷损伤深度系数与损伤指标之间的关系。最后,以导管架海洋平台为数值算例，对单一部件和多部件的多种损伤情况，采用数值验证的方法评价其诊断效果。 数值仿真结果表明，本文提出的CM＆SM诊断方法能够方便快捷地对导管架海洋平台结构损伤进行定位，定量估算损伤位置的损伤程度，并对导管架平台中裂纹、凹陷两种不同类型的损伤的周向裂纹长度和碰撞凹陷深度进行定量估算，保证了一定精度。 |
| 作者： | 冯世达 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 于昌利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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