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冰激直立结构稳态振动

张希  
【摘要】: 基于现场原型测量,系统的研究了冰与圆柱型柔性结构相互作用问题,发现了冰与平台相互作用存在的四种冰振行为,深入探讨了其中最为严重的稳态振动现象。总结了国内外现有的冰激结构振动观点,分别指出其局限性,尤其关注其模型能否解释稳态振动的产生和锁定。在充分了解学科背景后,对冰激结构稳态振动进行了展开。 对海冰的非线性物理力学性质进行了总结,特别关注了海冰破坏的韧脆转变机制以及微裂纹演变对海冰性质的影响。深入分析了经典的Sinha增量本构方程,在理解了海冰力学性质的前提下,结合统计损伤的观点,提出一种比较适合于本题目的简化海冰本构方程。 把冰激直立结构稳态振动定性为由于海冰的非线性力学性质导致的非线性振动,证实了稳态自激现象的存在,提出了海冰的微裂纹损伤行为在稳态自激振动中起到控制作用。建立了冰和结构的耦合振动模型,给出了冰力方程。结合实验数据,定性的讨论了非线性振动的能量稳定性。 本文系统的分析了冰激直立结构稳态振动现象产生的原因,为工程设计中避免稳态振动的发生提供了理论依据。


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