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一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法技术

技术编号:41407812 阅读:19 留言:0更新日期:2024-05-20 19:34
本发明专利技术公开了一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法,属于土木工程技术领域。该设计与制作方法包括以下步骤:步骤一:设计纯地震作用下满足结构动力相似的缩尺模型:根据柱状海洋结构的原型,利用抗弯弹性力‑重力相似律设计结构密度比尺S<subgt;ρ</subgt;为1的缩尺模型A;步骤二:基于步骤一设计的缩尺模型A,根据水动力比尺与惯性力比尺一致的原则及抗弯弹性力‑重力相似律,调整缩尺模型的迎水面宽度及顺水面宽度,得到同时满足水动力相似及抗弯弹性力‑重力相似的缩尺模型B;步骤三:采用3D打印技术制作步骤二中得到的缩尺模型B。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程,尤其涉及一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法


技术介绍

1、随着我国经济与社会的发展,越来越多的重大海洋结构得以兴建,例如海上风电结构、跨海大桥、海底隧道等。其中海上风电结构在能源可持续发展战略中起重要作用,而跨海大桥、海底隧道则发挥关键的交通枢纽作用。考虑到海上风电支撑结构、跨海大桥桥墩及海底隧道具有相似的结构形式及受力特性,他们常被统称为柱状海洋结构。柱状海洋结构是海洋结构中最普遍和常见的形式。目前已建成或在建的柱状海洋结构大多都位于地震频发的区域,其在建造及服役过程中常受到地震、波浪及水流的作用及其联合作用。已有的震害调查表明,地震与波流联合作用是造成柱状海洋结构破坏的关键原因之一。但揭示结构在如此复杂荷载下的受力及破坏失效机理非常困难。目前,水下振动台模型试验是探究这些结构在地震-波流联合作用下受力机理最重要和准确的手段之一,所获取的模型试验结果为我国乃至世界重大海洋结构服役安全及抗震设计提供关键支撑。然而,模型试验结果能否准确预测工程原型响应取决于动力相似准则是否可靠。采用准确合理的相似准则设计的模型可以为工本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法,其特征在于,步骤一中,在恢复力主要考虑为弯曲恢复力的前提下,抗弯弹性力-重力相似律公式为:

3.根据权利要求1所述的一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法,其特征在于,步骤一中,利用抗弯弹性力-重力相似律设计缩尺模型A的过程为:

4.根据权利要求1所述的一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法,其特征在于,根据水下振动台的尺寸及负荷限制确定柱状海洋结构缩尺模型的长度比尺Sl的过程为...

【技术特征摘要】

1.一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法,其特征在于,步骤一中,在恢复力主要考虑为弯曲恢复力的前提下,抗弯弹性力-重力相似律公式为:

3.根据权利要求1所述的一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法,其特征在于,步骤一中,利用抗弯弹性力-重力相似律设计缩尺模型a的过程为:

4.根据权利要求1所述的一种水动力和抗弯弹性力相似的动力缩尺模型设计方法,其特征在于,根据水下振动台的尺寸及负荷限制确定柱状海洋结构缩尺模型的长度比尺sl的过程为:首先,取sl等于振动台台面能够放置缩尺模型的最大尺寸与柱状海洋结构原型的实际结构尺寸的比值;然后,根据所取sl的值计算缩尺模型的总质量是否超过振动台台面的负荷限制:若不超出负荷限制,则取该值作为结构设计的几何比尺进行后续设计;若超出负荷限制,则将sl的值进一步缩小,直至缩尺模型的总质量...

【专利技术属性】
技术研发人员:王中兴韩庆华李梦屿左延辉詹乐乐
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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