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考虑松弛-张紧效应时深海Spar平台系缆的冲击张力研究
| 论文题名： | 考虑松弛-张紧效应时深海Spar平台系缆的冲击张力研究 |
| 关键词： | 深海平台;系泊缆绳;冲击张力;速度突变;非线性运动方程 |
| 摘要： | 深海平台的定位采用系泊缆绳，缆绳在周期载荷的作用下可能会出现冲击张力，冲击张力对缆绳的破坏作用很大，导致平台不能正常作业，因此，探索系泊缆绳的冲击张力对于深海Spar平台的设计开发具有重要的理论和工程意义。 本文根据缆绳的受力平衡，并考虑其弹性变形，建立缆绳的静态模型。基于缆绳的静态平衡构形，采用能量法，建立缆绳的非线性运动方程。分析缆绳所承受的外力，根据Morison方程来计算作用在缆绳上的水动力。考虑缆绳的边界条件和缆绳的冲击张力效应，采用Galerkin方法模拟缆绳的运动，采用Runge-Kutta方法求解运动方程，编制了深海缆索动张力计算的Fortran程序。 本文计算了1500米水深情况下一端固定，另一端受到简谐位移激励的单根缆绳的冲击张力，缆绳长度为2000米。研究激励幅值、激励频率、拖曳力系数、弹性模量等因素对缆绳动态张力的影响，并引入动力放大系数来描述最大张力的变化规律。 研究表明，缆绳张力随着激励幅值和频率的增大而线性增大，当激励幅值和激励频率达到一定值时，缆绳的最大张力急剧增大，最小张力减小为0，缆绳会出现交替的松弛—张紧现象，并因此导致缆绳速度的突变。同时，系泊缆绳的最大张力随着切向拖曳力系数的增大而减小，并且减小的趋势逐渐衰减；系泊缆绳的最大张力随弹性模量的增大而非线性增大。 |
| 作者： | 沈妍 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 唐友刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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