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多浮体的铰接式连接器载荷及响应特性研究
| 论文题名： | 多浮体的铰接式连接器载荷及响应特性研究 |
| 关键词： | 海洋浮体;铰接式连接器;载荷模型;动态响应;结构强度 |
| 摘要： | 随着人类需求的增加和海洋工程技术的发展，海洋开发利用更加多元化，从传统的油气资源开发扩展到空间资源利用、海洋能利用、生物资源利用等，海洋结构物的设计也从传统的船舶向海洋工程平台延伸，从简单的单一结构物向复杂的多个结构物相互连接发展。以超大型浮体为代表的这些海洋浮体因为功能、装载或结构需要，往往被设计为通过连接器连接的多模块结构，因此连接器结构的载荷和强度评估成为这些海洋浮体设计中的必要工作。铰接式连接器结构因释放转动自由度，相比刚性连接器，能够有效降低连接器载荷，但也带来了因多浮体耦合产生的载荷复杂性，因此有必要对铰接式连接器结构的载荷和响应进行研究。 本文针对铰接式连接器结构的载荷和响应评估问题，设计反映铰接形式的双浮体水动力试验模型，展开双浮体铰接式连接器的载荷模型试验，测量铰接式连接器在波浪下的各方向载荷。然后基于多浮体耦合的时域三维势流理论，提出适用于海洋浮体铰接式连接器的载荷仿真方法，对试验各工况进行数值仿真计算并与模型试验结果进行对比，双向验证试验和数值仿真方法的有效性。另外本文设计开展水池试验分析了纵向刚度对铰接式连接器的影响，基于软件AQWA提出了一种针对带有纵向弹簧系统的铰接式连接器的数值仿真途径。基于本文所提的数值仿真方法对不同模块数下某100m箱式多浮体的铰接式连接器和某110m半潜式多浮体的铰接式连接器载荷进行了系列计算，考虑铰接式连接器结构的接触非线性，采用隐式有限元方法计算了铰接式连接器结构的动态响应和结构强度。 本文联合采用模型试验和数值仿真的途径，研究铰接式连接器的载荷和响应评估方法，采用经模型试验验证的数值仿真方法，计算了箱式和半潜式多浮体铰接式连接器的载荷及响应特性，为今后大型浮体的铰接式连接器的设计和校核提供参考。 |
| 作者： | 吴昊 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 刘维勤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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