海洋损伤结构的声振特性分析与寿命预估

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1、万方数据IllllilllillillllilllllllillililllllillllillIY2885265海洋损伤结构的声振特性研究及寿命预估答篓罴一指导教师签字；差至刭绉刍一答辩委员会成员签字：星Z盈万方数据谨以此论文献给关心指导我的刘贵杰老师以及所有帮助过我的同学和挚友亲朋。一一一一李蒙蒙万方数据独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得(注；如没查墓他盖墓挂别直明的：奎拦亘窒!或其他

2、教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名镶嚷签字日期：如／罗年f月夥日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下事项：1、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。2、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”用于出版和编入CNKI《中国知识资源总库》

3、，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者虢奄甍裳导师签签字日期：力／f年f月≯铂签字日期：矽l,,ema)-v)咿H万方数据海洋损伤结构的声振特性研究及寿命预估摘要海洋结构的加工质量问题或运输安装过程中的碰擦会导致裂纹的产生，结构在服役过程中受到复杂海洋环境载荷的作用会导致裂纹扩展及积累，威胁结构的生产安全。结构损伤会影响结构的强度和刚度，增大结构振动幅度，最终可能会导致结构失效，引发重大安全事故。因此及时发现结构损伤，了解结构损伤程度，明确损伤结构振动特性

4、，对于预估结构寿命，防止重大事故产生具有重大的研究意义。本文对常见损伤结构振动特性、振动参数可视化及疲劳寿命预估等问题进行了以下几个方面的研究。平板、圆柱管及K型管是海洋平台的主要组成构件，每个部件的强度都影响着整个平台的安全性。本文在对常见裂纹模型及声强技术研究的基础上，采用断裂力学理论，建立了张开型表面裂纹的线弹簧模型。引入附加转角和附加位移来描述表面张开型裂纹在载荷作用下的变形，类比提出了表面裂纹附加结构声强的概念，构建了常见结构附加结构声强及结构声强能量总值与裂纹相对深度之间的关系表达式，并利用构建的关系式研究了损伤结构裂纹相对深度

5、和裂纹位置对结构振动、能量传递及分布的影响。为了验证理论分析结果的正确性，运用有限元仿真方法，研究了损伤结构能量损耗、裂纹两侧单元的结构声强能量差值等，并运用可视化技术绘制了结构的振动位移、等效应力、结构声强矢量图及等值线图。预测裂纹在不同损伤位置及不同损伤程度下结构的疲劳寿命，求解损伤零构件的弹塑性有限元解，得到结构危险部位的局部应力应变值，实现对结构疲劳寿命的估算，为结构初期维护提供理论依据。最后根据上述理论，研究了联合载荷作用下海洋平台结构振动特性。对整体结构进行强度校核，计算了不同频率载荷作用下平台关键点的振动参数，为海洋平台结构优

6、化提供理论依据。关键词：振动特性；附加结构声强；可视化；疲劳寿命万方数据ResearchonVibro—acoustiCCharacteristiCSandLifeForecastoftheMariReDamagedStructuresAbstractThemachiningqualityproblemsofMarinestructuresorscratchesduringtransportationandinstallationcanleadtothegenerationofcrack．Marinestructuresinservicea

7、reundercomplexMarineenvironmentload，whichCanleadtocrack’Sgrowthandaccumulationandthreattotheproductionsafety．Crackscanaffectthestrengthandstiffnessofthestructure，ifthedetectionandrecognitionCannotbefoundontime，itwillleadtogreaterdamageaccumulation，eventuallyleadtofailure，w

8、hichcancausesignificantsafetyaccident．Therewouldbeimportantsignificancetodetectstructural