自升式海洋平台的PTMD振动控制方法及试验研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:tecra1234
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调谐质量阻尼器(TMD)是一种常见的被动控制装置,碰撞调谐质量阻尼器(PTMD)是在TMD的基础上增加粘弹性碰撞装置,通过吸收主结构的动能和势能达到减小结构振动的目的。本文针对自升式海洋平台在PTMD和TMD控制下的减振效果进行研究,主要完成的工作如下:(1)介绍了PTMD和TMD的国内外研究现状和基本理论,分析几种常见的碰撞力模型,总结碰撞力模型基本特点,为深入研究PTMD建立理论基础。(2)根据实验室缩尺模型建立ANSYS有限元分析模型,进行模态分析提取模型固有频率、振型、模态刚度和模态质量等参数。根据提取的模型参数进行PTMD结构设计,通过锤击试验测试PTMD的固有频率范围,验证PTMD结构的有效性。(3)建立海洋平台-PTMD系统的运动方程,应用MATLAB-Simulink分析不同参数对海洋平台振动控制性能的影响规律,包括质量参数、间隙比、碰撞刚度和阻尼比。研究在简谐激励、自由振动和非调谐激励下PTMD和TMD的鲁棒特性。(4)搭建自升式海洋平台振动控制试验系统,以海洋平台为研究对象,研究PTMD和TMD对振动控制的影响。通过激振锤试验获取海洋平台固有频率并验证PTMD的有效性。研究在不同调谐频率比、不同激励频率比以及随机载荷作用下PTMD和TMD的鲁棒特性,与数值模拟进行对比,验证数值模拟的准确性。文中针对自升式海洋平台研究并设计了适用于自升式海洋平台的振动控制方法,并运用实验室试验验证了PTMD仿真结果的正确性。改进的PTMD结构能够抵抗PTMD由于自身重量产生的预变性,能够更好的适用于海洋平台的振动控制,对解决工程问题更加具有实际的指导意义。
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