国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术
菜单ISSN在线(2319 - 8753)打印(2347 - 6710)
ISSN在线(2319 - 8753)打印(2347 - 6710)
Atreya, Prashant1伊斯兰教,Najrul2阿拉姆,Mehtab3哈桑,Syed丹麦人4
|
| 相关文章Pubmed,谷歌学者 |
访问更多的相关文章国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术
所有过去的研究人员进行了波浪作用下结构的动力响应分析,地震或风荷载或这些方法的组合加载并研究其行为。很少有调查报告,有效地将水动力阻力非线性和研究它对系统的稳定性的影响。海洋波浪是更好的建模为随机过程,有必要探讨随机灵活的海上结构物的稳定。本研究进行了确定单铰链铰接塔下波的地震响应和地震载荷动态稳定性分析。兼容的离岸结构的动态稳定性分析是一个有趣的研究领域,这是由于其固有的非线性。研究探讨了现有动态不稳定波的不同阶段期间/地震荷载在拉屎。简单的二维相图和分岔评估方法已被用于识别阶段的动态不稳定现有内装货拉屎在各种条件下的反应。
关键字 |
| 单铰链铰接塔、地震、时间历史,相图 |
介绍 |
| 复杂的非线性和混沌响应中观察到各种类型的海上结构物兼容。这些结构大位移固有的非线性,因此预测这些结构在海洋环境下的行为是很困难的,会见了许多挑战。这些系统的特点是强烈的几何非线性,非线性激发力量的波浪和地震和非线性恢复力。由于流体结构相互作用产生的非线性恢复力最终导致系统的动态不稳定的可能性。这些非线性的,兼容的离岸结构的数值调查揭示了复杂的行为涉及次谐波,谐波和非周期的解决方案(1、2和3)。 |
| 拉屎的平台是一个兼容的结构(图1),这是在经济上有吸引力的尤其是在加载和系泊在深水码头。这些平台是比较轻相比,传统的固定平台。塔本身是一种线性结构,灵活地连接到海底通过耙吸式挖泥船/万向节,垂直的浮力作用于它。塔浮出水面的部分支持超级结构设计以适应特定应用程序如油轮装载、燃烧废气,等。通过关节连接到海底,结构自由振动在任何方向,不转让任何弯矩的基地。铰接塔在本质上是兼容的,随着波浪移动,因此波浪力和弯矩沿塔会减少与固定结构。一直努力使用简化现实的数学模型来获得重要的洞察这些结构的响应行为和探索他们的动态不稳定性和混沌运动的可能性。 |
二世。结构理想化模型和系统 |
| 拉屎被建模为一根棍子。万向节在基地被建模为很多转动弹簧刚度为零。主桩假定集群塔横截面的中心附近,因此在海底土壤反应模拟转动弹簧的刚度很小,视为零(图2)。问题已经解决了使用有限元方法。塔的水下元素已经被时间依赖的水压加载和元素仍然高出水位受到风的力量。由于非线性力塔,淹没元素的数量也随时间。拖曳力被认为是成正比的相对水粒子速度w.r.t.结构、振动波和地面运动。的结构阻尼系统指定为一小部分相对应的临界阻尼un-deflected塔的配置。 |
 |
三世。解决方案方法拉屎的地震响应的动态稳定性分析 |
| 在铰接塔,由于大型旋转,位移和相对结构和水粒子速度,成为高度非线性运动方程。因为在每个时间步,瞬间下沉,塔的倾斜和几何变化明显,浮力,附加质量、刚度、流体动力和阻尼也变化。由于瞬时塔取向的影响相结合,当前和变量自由水表面轮廓,这种变化更明显。拉格朗日方法的能力相关的动能,势能和工作的保守,保守势力的广义转动自由度。因此,拉格朗日方法已被用于到达非线性动态制定铰接塔。 |
| 波力的水下部分塔已经被修改的莫里森的估计方程,它适时地考虑结构的相对运动和水。应用了地震输入使用埃尔森特罗/北岭光谱。规定的水粒子速度和加速度的线性波理论。将下沉的影响变量,Chakrabarti[4 & 5]的方法已被采用。的变换矩阵被用来计算水动力部队的正常和切向分量在塔的每个元素对应于瞬时变形塔的配置。更新后的惯性质量矩塔已经纳入一致的质量和阻尼矩阵。纽马克的β集成方案已经部署到解决所有非线性运动方程考虑参与系统。获得的反应受到动态稳定性评估。 |
| 让我们考虑拉屎模型在图3。在Chart.-1流程图给出了解决方案。 |
 |
 |
| 方程中提到的图表,集成后,被用来确定瞬时水动力荷载沿水下轴的高度。时刻的轴旋转,由于这些力量是由微分力方程乘以适当的时刻的手臂,然后整合在圆柱轴的长度获得总时刻。的总高度轴应划分为有限数量的元素测定的波力和时刻。获得的总力量的总和所有元素值。上述方程解决获得瞬态响应在脚跟和甲板水平角偏转,角速度,角加速度等。这些都是进一步解决获得剪切力,弯矩、轴向力、基础剪切力等沿轴拉屎在各种时间间隔从而总塔的瞬态行为。 |
四、动态稳定性的解决方案使用相图的概念和分岔 |
| 相图是代表这些方程的解的轨迹集合在相空间中。土地获取阶段,速度在横坐标绘制和位移/旋转绘制于轴。一般来说,相图包含有关瞬态和系统解的渐近行为。相图是广泛用于识别转换的解决方案从稳定到不稳定区域[8]。在阶段情节,所示形式的对称不稳定现象造成的破坏分岔nT谐波/谐波振荡周期和非周期响应。分岔的概念是数学研究的变化定性或拓扑结构[6]的行为。没有发生分歧,系统似乎安静稳定。在现实中分岔可能发生在连续和离散系统。在动力系统中,分岔发生在一个小光滑变化的分岔参数导致突然定性或拓扑结构行为的改变。相图的对称扰动时,分岔称为对称破坏分岔。 Sub-harmonic oscillations occur when the time period of subsequent cycle lessens by 1/n times than the previous time period. When the time period of subsequent cycle increases n times of previous time period, the oscillation is super-harmonic. |
 |
诉结果与讨论 |
| 一个铰链铰接塔结构参数后受到长时间(2000秒)温和的常规海浪载荷高度为2.15米,时间为4.69秒[7]。波加载时间间隔为应用在0秒后,由于波浪载荷激励影响了稳定由于水动力阻尼,北岭地震载荷应用于498.4秒。评估塔在不同阶段的动态行为,分析了较长的时间,时间间隔为2000秒的负载。 |
 |
| 获得的反应形式的各种参数在表我,II和III。拉屎的时间获得了29.4秒。 |
 |
 |
 |
| 图5和图7显示时间历史情节完整的加载时间间隔为2000秒。图7,Fig.8给放大视图时间间隔为从0 - 450秒和450 - 1100秒。随着运动稳定波加载时间间隔为300秒之后,波的形状变得均匀。在498.4秒。地震荷载的影响后,系统又约。时间间隔为300秒定居,但不完全。加载的动态稳定现象在不同阶段更可见在以下阶段情节跟给从Fig.9 Fig.14角旋转。 |
 |
| 时间间隔为从0 - 300秒的相图显示了与非周期运动,非调和和非对称封闭路径。这一阶段显示了动态不稳定。水动力阻尼慢慢让系统回到常态,如Fig.9所示,系统变得动态稳定时期300 - 498秒。在此期间,运动周期,谐波和对称不分叉。与地震的应用程序负载在498.4秒,由于激励的影响,分岔相图中可见(Fig.10)。反应非调和,不对称和非周期。引起的谐波和谐波特性的非线性系统运动中是可见的。因此,从498 - 538秒。在这一阶段,运动是动态不稳定的分岔的反应以及nT谐波。最大横倾角位移地震期间已经4.34度,而秋天非常以外的可服务性极限提供钻井塔和系泊操作。但是在装货期间,有净积极稳定力塔,已倾向于使塔回到它的平均位置。 |
 |
 |
 |
VI。结论性评价拉屎的稳定性分析 |
| 除了以上的负载情况下,拉屎模型同时也接受见不同的规则波地震荷载组合。下面给出一些结论: |
| 1。已经看到,随后在0秒。应用波浪载荷,由于阻尼的影响,规则波的影响作用逐渐消亡的约。8 - 10倍的时间结构。 |
| 2。下所有的规则波情况下评估研究中,已经看到动态不稳定是可见的初始时期出现波浪或周期与地震荷载。期间/载荷持续时间短,系统非调和,不对称和非周期。/超谐波存在的系统和分岔的分谐波容易看到的情节确认阶段的动态不稳定。 |
| 3所示。随着时间的流逝,液力减震效果降低励磁响应。在大载荷持续时间,运动成为谐波,阶段性和对称的。没有分岔是可见的阶段情节和结构动态稳定性。大波抑制励磁多早期相比规模较小波和系统成为动态稳定在一个早期的时间阶段情节变得清晰可见。 |
| 4所示。网络积极稳定系统中力使拉屎回到其平均位置,从而保证稳定在所有方面。 |
引用 |
|