收藏本站
《上海交通大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

通载浮桥的水弹性响应及其桥垮接头疲劳性能研究

王琮  
【摘要】: 浮桥,作为大型浮式结构物应用的一种形式,在军事和国防建设中发挥着至关重要的作用。与传统的船舶与海洋结构物相比,浮桥具有的独特之处在于:(1)水平尺度与高度之比较大,其弹性变形与刚体位移量级相当,结构的弹性变形不可忽略;(2)通常是由各个舟体拼装而成,各舟体间连接构件的动力响应与疲劳强度问题是影响自身安全性的重要因素。 本文作为“十五”和“十一五”国防预研重点项目“高流速下通载浮桥的水弹性动力响应研究”的后续研究,主要研究工作有如下几方面: (1)课题相关研究领域的综述——针对水弹性力学理论、浮桥水弹性响应研究、连接器发展状况以及疲劳分析理论四个方面的国内外研究进展进行综述,介绍目前解决这些问题的已有方法、发展过程及应用情况。 (2)浮式结构三维水弹性分析理论研究——在有限元理论基础上对浮式结构运动方程进行详细推导;通过对弹性结构所受外载荷特性与流固耦合界面Price-Wu边界条件的分析,得到弹性浮体的三维水弹性响应控制方程,为后续研究波浪作用下及移动载荷作用下浮桥水弹性响应问题奠定理论基础。 (3)移动载荷作用下浮桥水弹性分析理论研究——基于非线性有限单元法建立考虑桥节间非线性连接及载荷惯性影响的浮桥水弹性响应运动方程;并采用超单元方法对系统运动方程进行自由度的缩减,以真正实现水弹性分析。 (4)波浪及移动载荷作用下浮桥水弹性响应分析——结合(2)与(3)两方面的工作,在对一自由浮体进行水弹性响应分析以验证三维水弹性理论正确性的基础上,首次应用三维水弹性理论对波浪作用下带式舟桥进行水弹性响应分析,并通过与试验结果的比较,表明该理论在浮桥水弹性响应预报中的准确性。此外,研究了移动载荷作用下带式舟桥与桥脚分置式舟桥的水弹性响应特性,对课题组前期进行的“非线性连接浮桥水弹性响应研究”工作(付世晓, 2005)进行拓展,并重点研究接头的连接力响应,为后续接头的疲劳寿命预测提供重要的载荷信息。 (5)疲劳分析基础理论研究——对舟桥接头疲劳寿命分析中所涉及的低周疲劳问题以及各种疲劳分析方法进行对比研究;在此基础上,着重讨论局部应力—应变法的原理及其各个疲劳特性参数的确定。 (6)浮桥桥垮接头低周疲劳分析——基于上述舟桥水弹性响应分析而求得的桥垮接头的承载历程,并采用局部应力—应变法对所建立的复杂连接接头的实体模型进行疲劳寿命分析,从而建立移动载荷通行速度与接头疲劳寿命之间的关系,指出在舟桥设计过程中,载荷通行速度的重要性。 (7)总结与展望——总结全文工作,同时展望未来该领域研究工作的发展方向。 本文创新性的研究工作主要表现在:波浪作用下带式舟桥的水弹性响应分析、基于水弹性理论的移动载荷作用下舟桥接头的动响应分析、以及桥垮接头的疲劳寿命分析。通过分析研究得出的主要结论如下: (1)对于波浪作用下的带式舟桥而言,随着入射角角度的不断增大,浮桥中心线处的水弹性响应幅值明显增大;同样,对于同一入射角、入射波波长逐渐增大的情况也是如此,但预报精度略有下降。 (2)对于移动载荷作用下的浮桥而言,不论是带式或桥脚分置式,随着通行速度的逐渐增大,桥节间最大连接力响应幅值增加显著,连接接头所承受的交变载荷变化频率加大,致使连接接头所承受的应力幅陡然增大。然而,由于自身重量及所承载重量较大,桥脚分置式舟桥的垂向位移响应及影响范围并不像带式舟桥那样随通行速度增大而显著加大,基本上保持不变。 (3)在进行舟桥设计时,必须要充分考虑接头承受动载的顺序、疲劳性能参数的大小、以及材料的极限拉伸强度等问题,尤其要对移动载荷的通行速度进行严格控制,以减少对连接接头造成疲劳破坏。与此同时,还应大力改进连接接头的焊接工艺,以避免由于焊缝处疲劳强度比母材低而造成在结构发生疲劳破坏之前,焊接位置附近先发生疲劳损伤而缩短构件的使用寿命。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U448.19

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈峰落;疲劳寿命预报统一方法中的载荷次序问题研究[D];中国舰船研究院;2011年
2 黄国燕;超大型海上风电浮式平台的水弹性响应分析[D];华中科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贺小帆,刘文珽;服从不同分布的疲劳寿命分散系数分析[J];北京航空航天大学学报;2002年01期
2 王建国,杨胜利,王红缨,康永林;800MPa级低合金高强度钢低周疲劳性能[J];北京科技大学学报;2005年01期
3 林吉如;超大型油船波激振动研究[J];船舶工程;1995年02期
4 陈徐均,吴有生,崔维成,沈庆;海洋浮体二阶非线性水弹性力学分析—基本理论[J];船舶力学;2002年04期
5 陈徐均,吴有生,崔维成,孙芦忠;海洋浮体二阶非线性水弹性力学分析——系泊浮体主坐标响应的频率特征[J];船舶力学;2002年05期
6 陈徐均,吴有生,崔维成,陈云鹤;海洋浮体二阶非线性水弹性力学分析——二阶力对浮体振动时间响应的影响[J];船舶力学;2003年02期
7 钟铁毅,赵德有;波浪中船体振动固有频率及响应计算研究[J];大连理工大学学报;1998年04期
8 余澜,李润培,舒志;移动式海上基地连接器研究现状与发展[J];海洋工程;2003年01期
9 林铸明,崔维成,张效慈,吴有生,吴培德;通载浮桥的水弹性响应分析[J];海洋工程;2005年02期
10 于慧臣,孙燕国,谢世殊,田中启介;不锈钢在扭转/拉伸复合载荷下的低周疲劳裂纹扩展[J];金属学报;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈徐均;浮体二阶非线性水弹性力学分析方法[D];中国船舶科学研究中心;2001年
2 李永乐;风—车—桥系统非线性空间耦合振动研究[D];西南交通大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁建国,湛华;挑梁根部设钢筋混凝土柱时设计计算方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
2 李扬,高日,晏景通;自重对索网结构找形的影响[J];四川建筑科学研究;2003年02期
3 段凯,杨新华,杨文兵;用ANSYS软件计算桥梁结构的温度应力[J];四川建筑科学研究;2005年03期
4 马杰,侯景军,何英明;昆明某大厦纠偏的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
5 薛松涛;张茂雨;谢丽宇;陈镕;王远功;;在地震波作用下地下连续墙的动力响应[J];四川建筑科学研究;2005年06期
6 黄怡;王元清;石永久;;框架—支撑钢结构抗震性能的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年06期
7 陈辉;袁海庆;李盛;刘文龙;高翔;;温度作用对钢筒仓结构影响的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2006年06期
8 郑宇;王月明;吴芳;毛杰;;底部框架—抗震墙结构在平稳随机干扰下的响应[J];四川建筑科学研究;2008年01期
9 杨咏漪;廖海黎;李永乐;;黄浦南汊桥风致抖振疲劳频域分析[J];四川建筑科学研究;2009年03期
10 左立;曾祥勇;;西部红层软岩地区某桥梁扩大基础有限元分析[J];四川建筑科学研究;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
2 欧阳玉平;洪添胜;文韬;孙同彪;;基于ANSYS的太阳能自动跟踪机构仿真及实验分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 匡晓峰;缪泉明;杨烁;何再明;;新型TLP平台水动力性能研究[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
4 李裕龙;朱仁传;缪国平;范菊;陆志妹;;基于OpenFOAM的船舶与液舱流体晃荡在波浪中时域耦合运动的数值模拟[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
5 李刚强;谢永和;王伟;李磊;;滚装船整船结构数值计算研究[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
6 邱吉宝;张正平;;航天飞行器结构动力学一些研究与进展[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
7 成名;刘景光;;民用飞机声疲劳的适航符合性验证[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
8 崔维成;吴有生;刘应中;;超大型浮体水弹性响应分析的力学问题[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
9 谢素明;李晓峰;兆文忠;李娅娜;;CAE建模与工程验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
10 龚友;王宪增;沈礼庆;;厢式半挂车有限元分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吕文磊;压差式光纤矢量水听器基元与测试技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 解学参;吊舱推进器推进及空泡性能的数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 徐刚;不规则波中浮体二阶水动力时域数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李辉;船舶波浪载荷的三维水弹性分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
7 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年
8 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
9 林荣伟;CFL加固RC梁疲劳裂纹扩展规律及寿命预测[D];华南理工大学;2010年
10 刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
3 何敬玉;罗茨鼓风机振动噪声分析与数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
4 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
5 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
6 周宇龙;基于遗传算法的堤防材料动力特性反演分析[D];郑州大学;2010年
7 王会杰;基于变形控制的复合地基变刚度概念设计研究[D];郑州大学;2010年
8 俞顺;基于模型修正及体系可靠度的桥梁结构性能评价[D];郑州大学;2010年
9 王斌;浅层地表缺陷动力探测技术研究[D];郑州大学;2010年
10 李殿文;细晶粒钢筋粘结锚固性能的试验研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王志军,舒志,李润培;三维水弹性力学中的结构广义质量计算[J];船舶工程;2001年02期
2 刘建成,顾永宁;船-桥碰撞力学问题研究现状及非线性有限元仿真[J];船舶工程;2002年05期
3 朱胜昌,陈庆强,郭列,江南;船舶强度直接计算中的有限元分析模块和在整部分析中的应用[J];船舶力学;1998年04期
4 崔维成,蔡新刚,冷建兴;船舶结构疲劳强度校核研究现状及我国的进展[J];船舶力学;1998年04期
5 徐向东,仰莼雯,彭兴宁,胡嘉骏,陈瑞章;联合载荷作用下的整船有限元分析[J];船舶力学;1999年01期
6 崔维成;金属疲劳裂纹扩展率曲线与S-N曲线之间的关系(英文)[J];船舶力学;2002年06期
7 陈庆强,朱胜昌,郭列,王福花;用整船有限元模型分析方法计算舰船的总纵强度[J];船舶力学;2004年01期
8 黄小平,韩芸,崔维成,万正权,卞如冈;变幅载荷作用下焊接接头疲劳寿命预测方法[J];船舶力学;2005年01期
9 李向阳;崔维成;张文明;;一种改进的疲劳裂纹扩展表达式[J];船舶力学;2006年01期
10 刘强;王芳;黄小平;崔维成;;裂纹尖端塑性区三维有限元分析[J];船舶力学;2006年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王泓;材料疲劳裂纹扩展和断裂定量规律的研究[D];西北工业大学;2002年
2 吴晓源;大型FPSO船舶结构疲劳寿命预报方法研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李辉;FPSO储油轮运动与波浪载荷三维水弹性分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
2 胡金芝;超大型浮体结构水弹性响应的梁板模型分析[D];河海大学;2007年
3 刘强;裂纹尖端塑性区及潜艇模型疲劳性能数值模拟研究[D];上海交通大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杨鹏;顾学康;;疲劳裂纹扩展规律的正切模型[J];中国造船;2012年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨鹏;半潜平台结构疲劳可靠性评估方法研究[D];中国舰船研究院;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 阎贵平,夏禾,陈英俊;列车与刚梁柔拱组合系桥系统的地震响应分析[J];北方交通大学学报;1994年01期
2 夏禾,阎贵平,陈英俊;列车一斜拉桥系统在风载作用下的动力响应[J];北方交通大学学报;1995年02期
3 阎贵平,夏禾,陈英俊;铁路斜拉桥的地震响应特性研究[J];北方交通大学学报;1995年02期
4 林吉如;超大型油船波激振动研究[J];船舶工程;1995年02期
5 陈宏彬,李远林;用源分布方法求解浅水中二维任意剖面在自由表面上垂荡的附加质量和阻尼系数[J];船舶工程;1997年03期
6 陈徐均,吴有生,崔维成,沈庆;海洋浮体二阶非线性水弹性力学分析—基本理论[J];船舶力学;2002年04期
7 陈徐均,吴有生,崔维成,孙芦忠;海洋浮体二阶非线性水弹性力学分析——系泊浮体主坐标响应的频率特征[J];船舶力学;2002年05期
8 陈徐均,崔维成,J.Juncher Jensen,汤雪峰;海洋浮体非线性水弹性力学分析——结构非线性的初步考虑[J];船舶力学;2003年05期
9 傅世晓,崔维成,林铸明,陈徐均;间隙对拼组式浮桥静态响应的影响分析[J];船舶力学;2004年04期
10 林梅,肖盛燮;汽车荷载作用下梁式桥的动态分析[J];重庆交通学院学报;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈徐均;吴有生;崔维成;孙芦忠;;系泊浮体水弹性分析一阶主坐标的频率特征[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈徐均;浮体二阶非线性水弹性力学分析方法[D];中国船舶科学研究中心;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林铸明,陈徐均;移动载荷作用下弹性基础梁的计算[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2004年01期
2 付世晓;崔维成;陈徐均;林铸明;;移动载荷作用下非线性连接浮桥的动力响应[J];上海交通大学学报;2006年06期
3 董宏猷;彩虹畅想曲(连载)[J];长江建设;1995年01期
4 孙芦忠,陈定华,沈庆;中长期浮桥的腐蚀与防腐蚀设计[J];桥梁建设;1999年02期
5 张育涯,刘玉瑛;永引渠罗道庄浮桥式拦污栅设计简介[J];北京水利;2002年05期
6 宁贵霞,田琪,李春梅;日本梦舞大桥的设计与施工[J];世界桥梁;2004年02期
7 沈康身;浙江古桥[J];浙江大学学报(理学版);1981年03期
8 严国敏;美国的来赛V.麦罗浮桥[J];东北公路;1995年01期
9 熊春奎,宋杰;淮滨大桥施工浮桥的设计与施工[J];桥梁建设;1996年03期
10 马清运;传统状态中的现代策略——上海青浦曲水园边园[J];时代建筑;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许良红;章军;陈延清;鞠建斌;张永强;董线春;金茹;;焊接热输入对07MnCrMoVR钢接头组织和性能的影响[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
2 吴伦;徐亮;;浅谈钢丝绳芯带式输送机胶带接头的检测[A];2008年河北省轧钢技术与学术年会论文集(下)[C];2008年
3 南善岭;司红丽;胡占山;花玉来;王有军;徐建霞;;短距离多向侧抽的线束接头模具设计[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2006年
4 傅国如;吕凤军;陈良峰;;飞机机身长桁接头裂纹原因分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
5 管敏鑫;任孝思;陈玉清;;沉埋隧道的接头防水和水力压接[A];中国土木工程学会隧道及地下工程学会第八届年会论文集[C];1994年
6 刘兆新;魏东;;济钢3500精轧机支承辊油膜轴承故障及处理[A];第七届中国轧机油膜轴承技术研讨会论文集[C];2004年
7 薛卫斌;高照波;马爱英;谭红梅;;无针输液接头在静脉输液中预防感染的作用[A];全国医院感染护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2003年
8 张树江;;柱翼缘板与钢筋直螺纹接头的焊接[A];中国钢结构协会钢结构焊接分会成立二十周年大会论文集[C];2007年
9 郭兴峰;黄故;王瑞;;复合材料管道接头预型件的设计与织造[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
10 寇廷耀;夏克金;杨弃疾;;对称带线T接头的等效网络[A];1985年全国微波会议论文集[C];1985年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 驻太仓首席记者 徐允上;浮桥1亿只扣子蟹俏销[N];苏州日报;2010年
2 路庆刚;齐河拆除7座浮桥[N];德州日报;2006年
3 本报记者 全四清 牛卫国 白洁;黄河建浮桥到底谁说了算?[N];中华工商时报;2006年
4 张荣田;济南黄河西外环浮桥公司赢得客户就是赢得市场[N];中国水利报;2005年
5 经济视点报记者 李凌;郑州开建黄河浮桥[N];经济视点报;2005年
6 孙国利 刘中和;我市首座黄河浮桥正式开通[N];焦作日报;2007年
7 余贤杰;兰州镇远浮桥[N];兰州日报;2006年
8 见习记者 李晓莹;进入封河关键期[N];黄河报;2009年
9 记者 姚建平;齐齐哈尔富昂公路嫩江浮桥通车[N];黑龙江日报;2009年
10 本报记者 王谦;查缺补漏 尤须加力[N];中国安全生产报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王琮;通载浮桥的水弹性响应及其桥垮接头疲劳性能研究[D];上海交通大学;2007年
2 赵萍;航空发动机单晶叶片的多轴低周疲劳研究[D];中南大学;2011年
3 李辉;船舶波浪载荷的三维水弹性分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 田超;航行船舶的非线性水弹性理论与应用研究[D];上海交通大学;2007年
5 钱昆;浮体在大幅波浪中的运动和荷载计算研究[D];大连理工大学;2004年
6 刘文玺;基于高阶面元的浮体运动与波浪载荷计算方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 李聪;锆合金的低周疲劳行为研究[D];四川大学;2003年
8 丁智平;复杂应力状态镍基单晶高温合金低周疲劳损伤研究[D];中南大学;2005年
9 黄志伟;MCrAlY涂覆的镍基高温合金及其基体合金的等温和热机械疲劳行为[D];大连理工大学;2008年
10 李贵军;特种压力容器用钢2.25Cr1Mo的中温低周疲劳行为及寿命评估技术的研究[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 白云飞;选择性激光烧结的三维有限元模拟[D];中北大学;2005年
2 张润宏;线性势流理论的波浪载荷计算技术及其应用[D];华南理工大学;2011年
3 池林;基于结构响应重构的移动载荷识别技术研究[D];湖南大学;2012年
4 黄国燕;超大型海上风电浮式平台的水弹性响应分析[D];华中科技大学;2011年
5 张朝阳;深水半潜平台总体强度分析中波浪载荷计算与简化建模方法研究[D];上海交通大学;2012年
6 赵南;船舶波浪载荷水弹性分析及对疲劳强度影响[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 文俊华;五体船波浪载荷和运动特性研究[D];上海交通大学;2012年
8 丁立斌;船舶装载及波浪载荷对船舶推进轴系的影响研究[D];江苏科技大学;2012年
9 李辉;FPSO储油轮运动与波浪载荷三维水弹性分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
10 凌绪玉;Zr-4合金低周疲劳性能研究[D];四川大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026