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海冰与孤立桩相互作用的数值模拟 总被引：2，自引：0，他引：2
本文用数值方法模拟孤立桩与冰原冰相互作用过程中,冰的非开裂挤压脆性破坏过程和孤立桩的受力过程.设定冰原冰晶体是柱状结构,晶粒直径大小均匀,晶体主轴分布在水平方向上,符合均匀随机分布,冰体内等温、等盐、等厚,并且是在水中做匀速直线运动的半无限连续体.文中的孤立桩柱是一个大口径、固定且无振动的刚体,采用多点多单元计算的方法,使孤立桩外壳壳体局部受力,冰原冰碰撞作用部分局部受力破碎,从而计算孤立桩柱总受力.文中通过1990年2月8日渤海辽东湾冰区内JZ20-2-1平台桩柱腿受冰力的实测时间历程曲线,对由文中提供模型模拟计算的孤立桩受力过程时间历程曲线进行对比,结果两者吻合较好. 相似文献
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根据水文气象资料求出了辽东湾四个测站的平整冰厚、平整冰抗压强度,进而在选用合理冰力计算公式的基础上,计算了辽东湾海区孤立桩柱上的年极值冰力,并确定了冰力的概率分布模式:年极值冰力不拒绝威布尔、正态、对数正态和极值Ⅰ型分布.又根据冰力模型试验资料得到了孤立桩柱上冰力的短期分布规律:不拒绝极值Ⅰ型分布. 相似文献
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作用于平台桩腿的海冰屈曲破坏冰压力随机过程模型及其参数确定 总被引：2，自引：1，他引：2
冰对结构的作用过程是典型的随机过程。本文在冰压力过程为平稳过程的假设下，从渤海海冰对平台桩腿作用的大量实测冰压力数据中，选取了２１条冰屈曲破坏时的冰压力时程曲线，对它们进行谱分析后，得到了单点冰屈曲破坏的压力随机过程的谱密度，并确定了谱参数及其跟环境要素的关系，依据文献［１］中冰压力沿圆柱面的空间分布，建立了绕桩腿的冰压力随机场模型，并得到了作用于桩腿的总冰力随机过程及其谱密度。本文的研究成果为平台结构冰激随机振动和疲劳累积损伤分析提供了荷载基础 相似文献
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一般情况下,设计者只考虑桩柱上顺冰向的作用力,但试验证明还存在与冰向垂直的横向冰力.横向冰力来源于冰排和桩柱表面接触程度的不均匀性.横向冰力服从正态分布和极值Ⅰ型分布,它和顺向冰力在数值上不存在相关性.在结构设计时,应采取预防性措施防止横向冰力引起的结构破坏. 相似文献
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渤海导管架平台桩柱冰压力随机过程模型及其参数确定 总被引：10，自引：0，他引：10
首先分析了冰压力随机过程的特征及其产生机理,从而按冰的破坏形式将冰压力随机过程分为挤压破坏过程、屈曲破坏过程和弯曲破坏过程.从渤海海冰对平合桩柱作用大量实测冰压力曲线中选取37条典型的冰挤压破坏时程曲线,经谱分析确定了相应冰压力随机过程的谱密度及其谱参数;进一步经统计分析,建立了谱参数与冰厚的关系;在此基础上,建立了绕圆桩柱的冰压力随机场模型,并利用大量实测数据,经统计回归分析,确定了场函数的具体表达形式,由此用冰压力随机场可以容易地确定圆桩柱的总冰压力随机过程及其谱密度. 相似文献
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海洋平台响应多点解耦的冰力测量方法 总被引：3，自引：0，他引：3
提出了一种通过传递函数在频域内进行解耦逆推多点冰力的计算方法,并以一个四桩腿平台为例,给出了冰力问接测量的设计方案及计算流程,从而为解决海上平台所受冰力的测量问题找到一个较好的技术途径。 相似文献
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海洋平台结构的冰力作用模型 总被引：10，自引：0，他引：10
首先分析了工程中静冰力计算中普遍应用的Korzhavin -Afanasev公式和Schawz公式 ,提出了统一的静冰力模型 ,给出了挤压破坏、屈曲破坏和弯曲破坏冰力系数函数CI(t)。应用该冰力模型分析了自激振动产生的条件 ,指出冰屈曲破坏和弯曲破坏动冰力可以作为强迫振动模型 ,冰挤压破坏动冰力则需要考虑CI(t)与冰阻尼的耦合效应。最后应用冰力一般模型计算单自由度结构的响应 相似文献
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孤立桩柱上冰压力的经验公式计算法及试验验证 总被引：10，自引：0，他引：10
本文简要介绍了冰排在桩柱前挤压破坏和压屈破坏的判别、冰排运动的驱动力,然后比较了各国常用的一些计算冰力的经验公式,推荐了公式,并推荐了公式中系数的取值法,最后通过冰力模拟试验,验证了所推荐公式和系数取值法的正确性。 相似文献
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Non-Simultaneous Failure of Ice in Front of Multi-Leg Structures 总被引：4，自引：1，他引：4
Because the multi-leg jacket structure is the major type of offshore structures in the Bohai Sea, the study of non-si-multaneous failure of i鏴 on multi-leg structures is important. However, the non-simultaneous failure has not been consid-ered in engineering design until now, obviously resulting in costly design and notable waste. To resolve this problem, this paper, by means of analysis of experimental data, calculates the coefficient of the non-simultaneous failure for the double-pile structure, the square four-leg structure, the single-line multi-pile structure, and the conical structure, respectively, and provides some reference criteria for engineering design. 相似文献
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Yang Zhang Changsheng Chen Guoping Gao Jianhua Qi Huichan Lin Wei Yu Liang Chang 《海洋学报(英文版)》2021,40(11):129-137
In this paper, an ice floe inner stress caused by the wave-induced bending moment is derived to estimate the stress failure of ice floe. The strain and stress failures are combined to establish a wave-induced ice yield scheme. We added ice stress and strain failure module in the Finite-Volume Community Ocean Model (FVCOM), which already includes module of ice-induced wave attenuation. Thus a fully coupled wave-ice dynamical interaction model is established based on the ice and wave modules of FVCOM. This model is applied to reproduce the ice and wave fields of the breakup events observed during the second Sea Ice Physics and Ecosystem Experiment (SIPEX-2) voyage. The simulation results show that by adopting the combined wave-induced ice yield scheme, the model can successfully predict the ice breakup events, which the strain failure model is unable to predict. By comparing the critical significant wave height deduced from strain and stress failure schemes, it is concluded that the ice breakup is caused by the strain failure when wave periods are shorter than a threshold value, while the stress failure is the main reason for the ice breakup when wave periods are longer than the threshold value. Neglecting either of these two ice-break inducement mechanisms could overestimate the ice floe size, and thus underestimate the velocity of the ice lateral melt and increase the error of simulation of polar ice extent. 相似文献
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海冰板的环形屈曲的压缩破坏 总被引：2，自引：0，他引：2
在轴对称条件下，给出海冰板的环向屈曲面临载荷，从细观力学的观点分析了微裂纹开裂的条件，扩展方向并给出绕海洋平台柱腿冰的损伤区的尺度。所给出的临界半径是一个与冰材料力学特征，冰的微结构参数一海洋平台柱腿半径相关的特征参数。对现场所观察和测量的结构给出了解释和定量分析。 相似文献
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海冰在结构前的破坏模式以及产生的冰载荷与结构尺度和海冰厚度密切相关。采用海冰离散元方法（DEM）模拟平整冰与直立结构相互作用过程中的海冰破坏模式及整体冰载荷。该离散元方法的计算参数通过与Norstr?msgrund灯塔的现场实测数据对比进行了可靠性验证。在此基础上,对不同宽厚比（结构宽度与海冰厚度的比值）工况下平整冰与直立结构作用过程中的海冰破坏模式和整体冰压力进行了离散元分析。模拟结果表明：当宽厚比＜10时,海冰破坏模式主要为挤压破坏;当10≤宽厚比＜30时,海冰混合破坏发生;当宽厚比≥30时,海冰屈曲破坏发生。从海冰断裂长度与平均冰压力两个方面进一步说明了海冰破坏模式的转变过程。最后,构建了直立结构极值冰压力计算公式。研究成果可为寒区直立结构的整体设计提供参考。 相似文献
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重力式平台由于其自身特点,在中国海域有很好的应用前景.海冰作为1种不可避免的环境灾害,对重力式平台的破坏作用是不可忽视的.在重力式平台的设计和应用中必须充分考虑海冰的影响.海冰的破坏主要有静力的挤压破坏和瞬间的冲击破坏.本文考虑浅海重力式平台的建造特点,应用大型有限元分析软件Ansys对浅海重力式平台进行建模,模型建立后分别进行海冰的静动力分析.所得结果进行比较,得到在相同海冰情况下,其对重力式平台的静力挤压破坏要大于瞬时冲击破坏,在设计中应充分考虑海冰对结构物的挤压破坏.所得到的结论对重力式平台建造和应用有一定的指导意义. 相似文献
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为确定海冰温度、卤水体积等因素对海冰弯曲强度的影响,本文对辽东湾东岸海域的平整冰进行了现场取样,并在试验机压头加载速率为0.1 mm/s的情况下进行了三点弯曲试验.试验结果表明,海冰试样在-35～-5 ℃温度范围内呈现出三种不同的破坏模式,主要表现为海冰弯曲断裂时裂纹形状的差异.当温度在-15～-10℃之间时,海冰试样多表现为断裂面粗糙的韧性破坏模式,部分试样在主裂纹扩展过程中伴随有次生裂纹的衍生;当温度低于-15℃时,海冰试样多表现为脆性破坏,具有一条由下至上的完整光滑断裂面;而二次破坏的温度与脆性破坏、韧性破坏的温度均有交叉,分布于-20～-5 ℃之间,试验结果呈现上部粗糙下部光滑的断裂面.对海冰的应力分析表明,不同破坏模式下的弯曲强度值呈阶梯分布,海冰发生脆性破坏时的弯曲强度要高于其他两种破坏模式,发生韧性破坏时的弯曲强度最小.在不同断裂模式下,海冰的弯曲应力达到最大值后的下降趋势有明显差异,韧性断裂时弯曲应力下降缓慢,脆性破坏时则突然下降为0,而二次破坏应力突然下降后仍以较小的值缓慢下降至接近于0.最后,本文还讨论了海冰弯曲强度与卤水体积的对应关系,结果与其他相关文献具有很好的一致性.以上研究有助于更好地理解海冰的力学性质,为极地船舶与海洋工程结构抗冰设计提供参考依据. 相似文献
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船舶在冰区航行中,冰荷载是船舶结构设计和安全航行的重要影响因素。采用具有黏结破碎特征的离散单元法对船舶在平整冰区的航行过程进行了数值分析。在船舶破冰过程的离散元模拟中,平整冰由球形颗粒黏结而成,同时考虑了海水浮力和拖曳力对海冰单元的作用,颗粒间的黏结作用可在海冰与船体的相互作用过程中发生破碎;船体由三角形单元构造,分析了在海水浮力、推进器推力及海冰共同作用下船体的六自由度运动特性。通过船体与海冰相互作用的离散元分析,确定了船舶在破冰过程中海冰作用在船体上的冰荷载,探讨了船舶推进器推力和海冰厚度对冰荷载的影响,并与Lindqvist船体冰阻力经验公式进行了对比。 相似文献