破坏模式对锥体结构冰荷载的影响

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1、大连理工大学硕士学位论文破坏模式对锥体结构冰荷载的影响姓名：韩雷申请学位级别：硕士专业：固体力学指导教师：李锋20061201大连理工大学硕士学位论文摘要冰与锥体结构作用中的破坏模式是影响冰荷载的关键性因素。本文通过对现场的原型结构测量数据分析，运用理论分析和有限元模拟手段，系统地研究了冰破坏模式对锥体结构冰荷载影响这一工程问题。论文首先回顾了抗冰锥体结构冰荷载的研究历史和现状，详细介绍了锥体结构静冰力和动冰力的研究历史。并提出了本文的研究任务。论文第二章以原型观测数据为基础，主要分析了冰排的弯曲破坏模式及其影响因素。通过对jz20-2海洋平台的观测数据进行统计，从破坏长厚比

2、、冰排厚度、锥体直径和碎冰堆积等几个方面分析了影响冰锥相互作用过程中冰排破坏模式的因素。论文的第三章以第二章中的参数分析为基础，建立了半圆环域弹性板模型，采用理论分析的方法，定性地分析了冰与锥体相互作用的破坏模式过渡效应。分析结果表明，冰破坏力幅值的大范围变化与冰弯曲破坏的模式过渡相联系，最大冰力在过渡条件下出现。这一研究也表明，如果冰的破坏模式落入过渡区，通常在静冰力分析中采用的以楔梁型破坏为基础的冰力模型可能会低估冰力的幅值。论文的第四章以第三章中的理论模型为基础，采用ANSYS软件对冰与锥体的相互作用的全过程进行了有限元模拟。分析结果显示随锥径相对于冰排断裂长度的比值逐

3、渐增大，冰排破坏类型由楔粱型向板型破坏转变，破坏性质由准脆性逐渐转变为脆性。在上述过程中，冰力周期逐渐减小，极值冰力逐渐增大，面最大极值冰力出现在破坏模式转变的过渡区内。考虑接触条件效应后，上述规律证实了过渡型破坏就是锥体结构的最不利动冰力。关键词：锥体结构破坏模式冰荷载ANSYS破坏模式对锥体结构冰荷载的影响TheInfluenceofBreakingPatternonIceForcesonConicalStructuresAbstractThebreakingpatternintheinteractionbetweeniceandCOneisthemostimportan

4、tfactoraffectingtheiceloads．nlispaperanalyzedsystemicallytheeffectofbreakingpattern0niceforcesonslopingstnlcture,whichbasedonfullscaletestsandtheoryanalysisandfiniteelementsimulation．nefirstchapterofthispaperlookedbackthehistoryanditsCOntemporarysituationoftheiceforcesonCOnestructure，andgiv

5、esanintroductionoftheresearchhistoryofstaticiceforcesanddynamiciceforcesonCOnestructure，andpresentstheassignment．Thcsecondchapter,basingonfoil-scaleobservations,mainlyanalysesthebreakingpatternandthefactorswhichinfluenceicesheet．ByusingtheanalysisandstatisticofplatformJZ20-2，itanalyzesthefa

6、ctorsaffectingicebreakingpatternininteractionpmccssbetweeniceandinclinedstructure，fromsuchdimensionsasratiooffailurelengthandicethickness，icethickness，Conediameterandpileupoficeblock．Thethirdchapterofthepap盯basingonparameteranalysis，buildsasemicircularsheetmode，byusingatheoryanalysismethod，

7、andanalyzestheinteractionalprocessqualitatively．Theresultofanalysisindicatesthatthegreatrangechangeoficeforcesextremumisrelatedwithicebendingfailuremode，themostforceappearsinthetransitionalcondition．Italsoindicatesthatffthetransitionalfailurehappened．the