基于颗粒阻尼技术的海洋平台桁架结构振动特性研究
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摘要
海洋工程领域,近年来随着我国经济的持续高速增长,对油气资源的需求越来越紧张,使得近海石油天然气资源的开发越来越重要。海洋平台作为海洋油气资源开发的基础性设施,是海上生产作业和生活的基地,其安全性至关重要。海洋平台不可避免地会受到风、海浪、洋流、甚至是地震荷载的联合作用,由于长期处在这样恶劣的外在环境中,会导致海洋平台在使用过程中发生明显持续的振动,从而加剧平台的疲劳破坏,降低系统的可靠度,影响结构的安全性和耐久性。桁架结构是海洋平台中最常见的一种结构形式,海洋平台桁架结构的振动控制技术已经受到了越来越多的关注。目前常采用的粘弹性阻尼减振技术具有较好的减振效果,但由于减振装置长期暴露在盐雾和高强度的紫外线辐射下,粘弹性阻尼材料容易老化、失效,其使用年限有限。因此,急需一种能适应腐蚀性环境的阻尼减振技术。海洋平台桁架结构长期处于强紫外线的工作环境,传统的粘弹性阻尼减振方法存在易老化等问题,提出将颗粒阻尼技术应用于海洋平台桁架结构的减振。在有限元软件Nastran中建立桁架结构的有限元模型,基于离散元法建立颗粒阻尼器模型。分析颗粒填充率、颗粒直径和密度等参数对减振效果的影响规律,仿真结果表明:带颗粒阻尼器的海洋平台桁架结构振动特性曲线与试验数据误吻合良好,能满足工程计算精度要求;颗粒阻尼能在较大的频带内有效的降低海洋平台桁架结构的振动,仿真模型可用于指导带颗粒阻尼器桁架结构的关键参数设计与性能预测,为海洋平台桁架结构的减振提供了一种新的思路。
引文