一种风-浪耦合作用下近海结构物动力响应试验测试方法技术

本发明专利技术公开了一种风

【技术实现步骤摘要】
一种风
‑
浪耦合作用下近海结构物动力响应试验测试方法


[0001]本专利技术涉及海洋工程
，更具体地说，它涉及一种风
‑
浪耦合作用下近海结构物动力响应试验测试方法。

技术介绍

[0002]了解和掌握近海工程结构在多流场(如风、波浪、洋流)环境荷载下的受力特性和动力响应对于保障结构安全具有重要意义。
[0003]弹性体在风
‑
浪作用下的动力响应研究较为少见，现有试验文献大多关注海洋平台和海上风力发电机等领域内的结构动力响应。海洋平台结构水面以上部结构迎风面积有限，结构主要受波浪和洋流荷载控制；而海上风力发电机一般简化为六自由度体系，结构本身近似为刚体。对于跨海桥梁结构，其上部结构面积(受风作用)远较下部结构(受波浪作用)大，在脉动风作用和波浪作用下结构振动均不可忽略；此外环境荷载中风和波浪作用之间的耦合性较强，结构与风
‑
浪场之间的相互作用也将对结构动力响应产生影响。
[0004]因此，建立风
‑
浪耦合作用下近海结构物动力响应试验测试方法具有较高的科研价值和工程意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种风
‑
浪耦合作用下近海结构物动力响应试验测试方法，以具有简单几何外形的圆柱结构为范例，进行相应的动力响应试验系统搭建，最终希望能为风
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浪耦合作用下近海结构物动力响应分析提供较为完善的试验测试系统。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种风
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浪耦合作用下近海结构物动力响应试验测试方法，包括以下步骤:
[0007]S1、风
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浪耦合场试验测试系统搭建；
[0008]S2、风浪场测标定结果；
[0009]S3、结构动力响应试验测试系统搭建；
[0010]S4、风浪耦合作用下近海结构物动力响应测试结果。
[0011]本专利技术进一步设置为：步骤S2中，所述风浪场测标定结果包括风场风速剖面和波浪场数据。
[0012]本专利技术进一步设置为：步骤S3中，所述结构物动力响应试验系统上部设有空心圆柱体，所述空心圆柱体底部设有应变放大器，所述应变放大器底端设有六分力天平，所述空心圆柱体从下往上依次设有三轴加速度计、单向加速度计和激光位移传感器。
[0013]本专利技术进一步设置为：所述三轴加速度计沿所述空心圆柱体高度方向每隔400mm布置1只，共计4只，所述三轴加速度计测量所述空心圆柱体没水线以下加速度。
[0014]本专利技术进一步设置为：所述单向加速度计沿所述空心圆柱体高度方向每隔400mm布置1只，共计4只，所述单向加速度计测量所述空心圆柱体没水线以上加速度。
[0015]本专利技术进一步设置为：所述激光位移传感器可测量所述空心圆柱体水平面的位移距离。
[0016]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]本专利技术通过测量模型试验位置风剖面及附近波浪场，分别得到单风状态以及风
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浪联合状态下的波浪情况，进一步证实风浪联合作用对波浪的影响；通过对结构位移、加速度响应，前者由激光位移计位移对柱顶位置进行测量，后者通过沿柱身高度布置单向加速度传感器，以及通过结构基底的六分量受力响应，由四只防水三分量天平组成的测力系统实现采集，从多个角度来反应风浪耦合作用下近海结构物动力响应情况，对于保障现实实际中结构安全有着更完善更全面的科研意义以及工程意义。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例中试验段风速剖面示意图；
[0019]图2是本专利技术实施例中试验段风速谱示意图；
[0020]图3是本专利技术实施例中单浪状态下稳定阶段的波高记录示意图；
[0021]图4是本专利技术实施例中风
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浪联合场下稳定阶段的波高记录示意图；
[0022]图5是本专利技术实施例中空心圆柱体结构示意图；
[0023]图6是本专利技术实施例中组装完成未入水的模型实物图；
[0024]图7是本专利技术实施例中安装局部实物图；
[0025]图8是本专利技术实施例中试验实物图；
[0026]图9是本专利技术实施例中六分力天平实物图；
[0027]图10是本专利技术实施例中六分力天平计算示意图；
[0028]图11是本专利技术实施例中防水三轴加速度计ULT2754实物图；
[0029]图12是本专利技术实施例中单向不防水加速度计B&K4507B实物图；
[0030]图13是本专利技术实施例中激光位移传感器Keyence LKG系列实物图；
[0031]图14是本专利技术实施例中Labview同步测量配置图；
[0032]图15是本本专利技术实施例中风浪耦合作用结构动力响应测试试验布置示意图；
[0033]图16是本专利技术实施例中柱顶位移时程曲线示意图；
[0034]图17是本专利技术实施例中柱顶加速度时程曲线示意图；
[0035]图18是本专利技术实施例中基底剪力时程曲线示意图；
[0036]图19是本专利技术实施例中基底弯矩时程曲线示意图；
[0037]图20是本专利技术实施例中单浪和风
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浪联合工况对应的响应的对比示意图；
[0038]图21是本专利技术实施例中单浪和风
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浪联合工况对应的响应的对比示意图；
[0039]图22是本专利技术实施例中单浪和风
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浪联合工况对应的响应的对比示意图；
[0040]图23是本专利技术实施例中单浪和风
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浪联合工况对应的响应的对比示意图；
[0041]图24是本专利技术实施例中单浪和风
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浪联合工况对应的响应的对比示意图；
[0042]图25是本专利技术实施例中单浪和风
‑
浪联合工况对应的响应的对比示意图。
[0043]图中：1、摇板式造波机；2、风场；3、水槽壁；4、消波板；5、空心圆柱体；6、升降平台；7、波浪；8、浪高仪；9、六分力天平。
具体实施方式
[0044]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术的实施例及附图，对本专利技术的技术方案进行进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0045]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0046]实施例：
[0047]如图1
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25所示，一种风
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浪耦合作用下近海结构物动力响应试验测试方法，包括以下步骤:
[0048]S1、风
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浪耦合场试验测试系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风
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浪耦合作用下近海结构物动力响应试验测试方法，包括以下步骤:S1、风
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浪耦合场试验测试系统搭建；S2、风浪场测标定结果；S3、结构动力响应试验测试系统搭建；S4、风浪耦合作用下近海结构物动力响应测试结果。2.根据权利要求1所述的一种风
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浪耦合作用下近海结构物动力响应试验测试方法，其特征是：步骤S2中，所述风浪场测标定结果包括风场风速剖面和波浪场数据。3.根据权利要求1所述的一种风
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浪耦合作用下近海结构物动力响应试验测试方法，其特征是：步骤S3中，所述结构物动力响应试验系统上部设有空心圆柱体，所述空心圆柱体底部设有应变放大器，所述应变放大器底端设有六分力天平，所述空心圆柱体从下往上依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏晓东，高永新，孔凡，王静峰，郭安薪，姚程，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：