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基于Monte Carlo法结构随机损伤有限元动力特性研究
| 论文题名： | 基于Monte Carlo法结构随机损伤有限元动力特性研究 |
| 关键词： | 损伤变量;正态分布;模态参数;变异系数;船用加筋板;结构损伤 |
| 摘要： | 船舶与海洋结构物是复杂的水上工程建筑物，其使用期长、环境载荷恶劣，在海洋环境及载荷作用下容易受到腐蚀和疲劳等影响，造成结构的损伤从而影响船舶与海洋结构物的整体力学性能。海洋环境包括风力、波浪力、海流力等，这些都具有随机性，因而其造成的损伤也具有随机性。研究随机损伤下结构的力学性能变化有重要的工程意义。 本文讨论了船用加筋板在随机损伤下结构模态参数的变异。推导了加筋板结构在各向同性和正交各向异性损伤情况下的有限元列式，对未损伤区域，采用线弹性力学的基本理论；对损伤区域，在对结构进行有限元剖分之后，将损伤区域的单元刚度进行单独弱化处理。由于结构的损伤是一个随机过程，因而取损伤位置为损伤随机变量，将其按照随机变量进行处理。根据工程中的统计数据，假设其服从正态分布，讨论损伤变量是如何引起结构刚度弱化的，即将损伤在结构的刚度阵中表现出来。并通过随机有限元法分析随机损伤引起的板架模态参数的变异。本文重点是通过定义一个变异系数来讨论随机损伤对结构模态频率的影响。 通过数值分析，研究的随机损伤结构的动力响应表明，损伤位置对结构的模态频率和模态振型变化产生不同程度的影响。损伤后结构的频谱下移，且结构的频谱也符合正态分布。通过进一步进行关于随机损伤及损伤发展对振动系统的频率、振幅、相角、阻尼及共振的影响的研究，也许可提供一种能在控制结构动力响应的同时，也可控制材料中的损伤状态与损伤发展和传播的方法。 |
| 作者： | 由红 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 洪明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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