学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
海上风电工程支承结构可靠度研究
作 者: 陈祉宏
导 师: 徐龙军
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 建筑与土木工程
关键词: 单立柱支承结构 风浪相关性 体系可靠度 第二重现期 Nataf变换随机数算法
分类号: P75
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 40次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
内容摘要
近几年,我国开始大力发展海上风电工程。支承结构是海上风电工程中的重要组成部分。单立柱结构是海上风电工程中最常用的结构之一,但是在我国还没有得到具体应用。本文对单立柱支承结构在我国使用的可行性做了初步的探讨,计算分析了此结构的可靠指标,希望能为今后的研究提供一些有价值的信息。针对极值风浪荷载之间的相关性,提出了一种基于Nataf变换的相关非高斯分布随机数算法,并通过数值模拟和实际风浪组合荷载效应的计算,验证了方法的有效性。讨论了基于独立风浪的荷载效应和基于相关风浪的荷载效应的极值之间的关系。对不同的风浪组合荷载效应的拟合方法进行评定,证明了最小二乘法比矩法更精确。应用Archimedean Copula函数构造风浪联合概率分布,并对函数进行检验,认为Gumbel函数最适合描述涠洲岛风浪特性,并得出了χ2检验优于其他检验方法的结论。对经常在工程中应用的重现期和基于Archimedean Copula函数C-测度(C-measure)的第二重现期(Secondary Return Period)进行了理论分析,经实际数据证明,第二重现期定义严格,计算结果更接近荷载效应重现期。针对于海上风电工程单立柱支承结构的特点,对体系可靠度计算方法进行了探讨,分析了几种常用方法的优缺点。结合有限元分析软件ANSYS与科学计算软件MATLAB,采用响应面方法构造极限状态函数,将改进一次可靠度方法应用到求解可靠指标中,建立了以响应面方法为核心的一套完整可行的体系可靠度计算方法。基于平稳二项随机过程,建立地震、风、浪、海流的分布函数,参考挪威船级社规范,结合JCSS荷载组合方法,考虑不同的极限状态函数,计算了海上风电工程单立柱支承结构的可靠指标与失效概率。分析随机变量的灵敏度,对结构可靠度有重要影响的随机变量进行了探讨。研究了风浪相关性对结构可靠度的影响,并分析了原因。
|
全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-8 第1章 绪论 8-17 1.1 课题背景及研究的意义 8-9 1.2 海上风电工程结构设计理论发展状况 9-10 1.3 海上风电结构可靠度理论 10-16 1.3.1 结构可靠度理论 10-15 1.3.2 海上风电结构可靠度理论 15-16 1.4 本文主要研究内容 16-17 第2章 风浪组合荷载效应 17-30 2.1 引言 17 2.2 基于平稳二项随机过程的极值荷载概率分布 17-18 2.2.1 平稳二项随机过程 17-18 2.2.2 极值荷载概率分布 18 2.3 相关非高斯分布随机数算法 18-24 2.3.1 Nataf 变换随机数算法 18-19 2.3.2 风浪荷载模型与概率分布 19-20 2.3.3 荷载效应拟合方法 20-21 2.3.4 Nataf 随机数算法数值模拟验证 21-22 2.3.5 Nataf 随机数算法实际风浪资料验证 22-24 2.4 极值荷载效应之间的关系 24-26 2.5 风浪组合荷载效应拟合方法评定 26-28 2.5.1 拟合方法数值模拟 26-27 2.5.2 拟合方法实际风浪资料验证 27-28 2.6 本章小结 28-30 第3章 Copula 函数联合概率分布与第二重现期 30-51 3.1 引言 30 3.2 Archimedean Copula 函数 30-33 3.2.1 二元Copula 函数 30-31 3.2.2 Archimedean Copula 函数定义 31-32 3.2.3 Kendall 秩相关系数 32 3.2.4 二元Archimedean Copula 函数 32-33 3.3 Archimedean Copula 函数应用 33-40 3.3.1 Archimedean Copula 拟合风浪联合分布 33-37 3.3.2 Archimedean Copula 函数检验 37-40 3.4 一般重现期与第二重现期 40-50 3.4.1 一般重现期 40-43 3.4.2 第二重现期 43-45 3.4.3 实例分析 45-50 3.5 本章小结 50-51 第4章 海上风电工程支承结构可靠度研究 51-76 4.1 引言 51 4.2 海上风电工程支承结构可靠度方法优选 51-58 4.2.1 失效模式法(FMA) 51-53 4.2.2 整体模式法(GMA) 53-54 4.2.3 替代模型法(SMA) 54-57 4.2.4 结构体系可靠度方法总结 57-58 4.3 实例分析 58-74 4.3.1 工程数据 58 4.3.2 建立有限元模型 58-60 4.3.3 荷载概率分布及其统计参数 60-64 4.3.4 荷载组合 64-66 4.3.5 抗力随机变量概率分布及其统计参数 66 4.3.6 可靠度分析 66-74 4.4 本章小结 74-76 结论 76-78 参考文献 78-86 致谢 86-87
|
相似论文
- 基于随机力学的盐岩地下储气库可靠性分析,TE122.2
- 大跨度连续刚构桥体系可靠性分析方法研究,U441
- 基于精细随机有限元模型的钢筋混凝土结构体系可靠性分析,TU375.4
- 基于概率灵敏度技术的变电构架可靠性研究,TU392.3
- 基于模型修正及体系可靠度的桥梁结构性能评价,U441
- 轴力结构体系可靠度研究,TU311.2
- 武汉游泳馆屋顶网架结构安全预警系统设计,TU356
- 服役水工结构可靠性评估及维修加固决策研究,TV698.2
- 风荷载作用下输电塔体系可靠度分析,TU312.1
- 基于横向分布的带损伤梁式桥结构体系可靠度评估,U441
- 基于蒙特卡洛法的钢—混凝土组合梁桥可靠度参数研究及应用,U441
- 基于双加权响应面法的张弦梁可靠度分析,TU399
- 连续刚构桥结构体系可靠度分析,U448.23
- 混凝土连续梁桥的时变可靠度评定与寿命预测,U448.33
- 下承式空腹桁架拱渡槽的设计及可靠度研究,TV672.3
- 基于分项系数极限状态设计的水闸结构设计分项系数套改研究,TV66
- 桥梁中不确定因素对可靠度的影响分析,U441
- 钢管混凝土拱桥体系可靠度的探索,U448.22
- 桁架结构的可靠度分析与优化设计,TU323.4
- 基于结构可靠度理论的钢筋混凝土梁桥的健康评估,U448.34
中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋工程
© 2012 www.xueweilunwen.com
|