张力腿平台筋腱连接器力学性能分析及试验研究

《张力腿平台筋腱连接器力学性能分析及试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文张力腿平台筋腱连接器力学性能分析及试验研究硕士研究生：吕东指导教师：王立权教授学科、专业：机械工程论文主审人：弓海霞副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文张力腿平台筋腱连接器力学性能分析及试验研究硕士研究生：吕东指导教师：王立权教授学位级别：工学硕士学科、专业：机械工程所在单位：机电工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:

2、ADissertationfortheDegreeofD.EngExperimentalStudyandAnalysisontheTLPTendonConnectorsCandidate:LyuDongSupervisor:Prof.WangLiquanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechatronicEngineeringDateofSubmission:January,2018DateofOralExaminatio

3、n:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文

4、授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）

5、由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日张力腿平台筋腱连接器力学性能分析及试验研究摘要张力腿平台是深海油气开发的主要浮式结构物之一，因其良好的动态特性及稳定性，在国际上受到了巨大的关注，且使用该平台进行油气开发在国内尚属首次。本文设计了一套适用于500米水深、40英寸筋腱直径的张力腿平台筋腱连接器，并对其主要部件进行了理论分析和试验研究。本文首先介绍了张力筋腱连接器的发展及相应理论的研究现状，根据张力腿平台的实际工况和设计要求，提出筋腱顶部及底部连

6、接器的结构方案。在此基础上，对筋腱连接器的驱动方式、密封方式、液压系统、夹持机构、导向部件和承载部件进行了分析及设计。根据筋腱连接器工作原理，制定了筋腱的安装流程。针对筋腱顶部连接器抱夹卡瓦，分析了夹持前后的承载能力。结合抱夹卡瓦卡齿弹性变形模型和变形协同条件，得到卡齿所受载荷沿位置的分布模型。提出了3种卡齿数量的抱夹卡瓦模型，通过对比分析得到最佳的卡齿数量。根据变截面悬臂梁内应力模型，研究了具有最佳卡齿数量的抱夹卡瓦承载能力，并使用有限元软件进行了分析验证。最后，针对卡齿应力集中的问题对卡齿进行了

7、优化，得到了最佳的节距、齿高和牙型角参数。针对筋腱连接器柔性体，建立了1比4缩比模型，确定了Mooney-Rivlin橡胶本构方程的参数。基于Lindley和Gent提出的圆柱形叠层橡胶的压缩刚度模型，建立了柔性体压缩刚度计算方程，对柔性体进行仿真研究，此外还提出了转动刚度计算方程。分析了橡胶材料泊松比和橡胶层厚对柔性体的刚度的影响。研究了柔性体在压缩、转动及复合工况下金属与橡胶材料的应力应变分布，将仿真结果与金属、橡胶材料的强度极限进行比较，验证了柔性体的强度。为验证柔性体的性能，研制了试验平台，

8、对三种柔性体试件进行压缩刚度及转动刚度试验，验证了柔性体承载能力及理论研究结果，分析研究了柔性体刚度的影响因素。制造了筋腱底部连接器样机，对筋腱底部连接器样机进行陆地和水池安装试验，验证其内部导向方案的正确性及合理性，同时证明次级锁定机构能起到筋腱防脱出的作用，为后续研究提供参考。关键词：张力腿平台；筋腱连接器；抱夹卡瓦；卡齿；柔性体哈尔滨工程大学硕士学位论文张力腿平台筋腱连接器力学性能分析及试验研究AbstractTension-LegPlatform(TLP)is