海洋臍帶纜結(jié)構(gòu)分析計(jì)算與優(yōu)化設(shè)計(jì)

目錄
叢書(shū)序
前言
第1章 引言 1
1.1 海洋臍帶纜結(jié)構(gòu)介紹 1
1.1.1 海洋動(dòng)態(tài)臍帶纜 1
1.1.2 海洋靜態(tài)海纜 2
1.2 海洋臍帶纜產(chǎn)品發(fā)展及結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 海洋臍帶纜產(chǎn)品發(fā)展歷程 2
1.2.2 海洋臍帶纜結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀 3
1.2.3 我國(guó)在海洋臍帶纜研究中的貢獻(xiàn) 7
參考文獻(xiàn) 9
第2章 臍帶纜結(jié)構(gòu)力學(xué)行為分析 12
2.1 拉伸行為特征分析計(jì)算 12
2.2 拉扭行為特征分析計(jì)算 14
2.3 彎*行為特征分析計(jì)算 18
2.4 軸向壓縮行為特征分析計(jì)算 20
2.4.1 徑向屈* 20
2.4.2 側(cè)向屈* 23
2.5 數(shù)值模擬方法.26
2.5.1 臍帶纜結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬 27
2.5.2 試驗(yàn)測(cè)試及結(jié)果對(duì)比分析 33
參考文獻(xiàn) 36
第3章 細(xì)長(zhǎng)螺旋纏繞結(jié)構(gòu)的多尺度分析 38
3.1 一維周期性結(jié)構(gòu)等效分析方法 38
3.1.1 漸進(jìn)均勻化理論 38
3.1.2 漸進(jìn)均勻化方法的有限元新格式 41
3.1.3 一維周期性梁結(jié)構(gòu)的漸進(jìn)均勻化理論 43
3.2 典型螺旋纏繞結(jié)構(gòu)的等效分析 45
3.2.1 螺旋纏繞結(jié)構(gòu)的均勻化等效分析 45
3.2.2 尺寸效應(yīng)對(duì)螺旋纏繞結(jié)構(gòu)的性能影響分析 52
3.2.3 典型懸鏈線(xiàn)整體行為分析 53
3.2.4 設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)螺旋纏繞結(jié)構(gòu)等效剛度的分析 54
3.3 典型螺旋纏繞結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力降尺度分析 59
3.3.1 細(xì)觀應(yīng)力場(chǎng)——螺旋纏繞結(jié)構(gòu)一階細(xì)觀應(yīng)力計(jì)算方法 59
3.3.2 細(xì)觀應(yīng)力場(chǎng)——細(xì)觀應(yīng)力新方法的實(shí)現(xiàn) 61
3.3.3 微觀應(yīng)力多尺度分析——單一工況下的應(yīng)力分析 61
3.3.4 微觀應(yīng)力多尺度分析——拉彎組合工況下的應(yīng)力分析 64
3.4 臍帶纜多尺度分析 65
3.4.1 臍帶纜分析模型——臍帶纜模型描述 65
3.4.2 臍帶纜分析模型——臍帶纜模型分析實(shí)現(xiàn) 67
3.4.3 臍帶纜等效剛度分析——臍帶纜剛度理論公式總結(jié) 68
3.4.4 臍帶纜等效剛度分析——基于均勻化方法得出的等效剛度結(jié)果 69
參考文獻(xiàn) 69
第4章 海洋臍帶纜結(jié)構(gòu)試驗(yàn)測(cè)試分析 71
4.1 基本力學(xué)行為試驗(yàn)測(cè)試裝置 71
4.2 拉扭行為試驗(yàn)測(cè)試分析 73
4.2.1 拉伸試驗(yàn)測(cè)試 75
4.2.2 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)測(cè)試 77
4.2.3 拉扭耦合試驗(yàn)測(cè)試 80
4.3 彎*行為試驗(yàn)測(cè)試分析 81
4.4 疲勞損傷試驗(yàn)測(cè)試分析 86
4.4.1 試驗(yàn)原理 86
4.4.2 試驗(yàn)裝置 87
4.4.3 試驗(yàn)方法、內(nèi)容 88
4.4.4 試驗(yàn)工況確定與試驗(yàn)結(jié)果 90
參考文獻(xiàn) 91
第5章 臍帶纜結(jié)構(gòu)整體水動(dòng)力分析與線(xiàn)型設(shè)計(jì) 92
5.1 海洋臍帶纜整體線(xiàn)型特征 92
5.2 細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)水動(dòng)力分析方法簡(jiǎn)介 93
5.2.1 海洋臍帶纜整體極值預(yù)報(bào)分析方法 96
5.2.2 海洋臍帶纜整體疲勞分析方法 98
5.3 海洋臍帶纜整體線(xiàn)型設(shè)計(jì)與評(píng)估 101
5.3.1 線(xiàn)型與附件的基本設(shè)計(jì) 101
5.3.2 整體分析與評(píng)價(jià) 107
參考文獻(xiàn) 112
第6章 海洋臍帶纜安裝鋪設(shè)行為分析 114
6.1 典型安裝鋪設(shè)流程概述 114
6.1.1 鋪設(shè)方法 114
6.1.2 鋪設(shè)流程 120
6.1.3 鋪設(shè)安裝作業(yè)關(guān)鍵設(shè)備 122
6.2 臍帶纜安裝數(shù)值模擬分析計(jì)算 124
6.2.1 安裝過(guò)程失效模式 124
6.2.2 安裝過(guò)程結(jié)構(gòu)分析 126
6.3 臍帶纜安裝數(shù)值試驗(yàn)測(cè)試分析 135
6.3.1 試驗(yàn)工況 136
6.3.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?139
6.3.3 測(cè)量方案 142
6.3.4 結(jié)果分析 143
參考文獻(xiàn) 146
第7章 臍帶纜截面布局優(yōu)化設(shè)計(jì) 147
7.1 臍帶纜截面布局設(shè)計(jì)概述 147
7.2 臍帶纜截面布局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型 148
7.2.1 幾何性能 149
7.2.2 力學(xué)性能 151
7.2.3 熱分散性 152
7.2.4 約束條件 153
7.3 基于拉格朗日乘子算法的截面布局優(yōu)化設(shè)計(jì) 154
7.3.1 引言 154
7.3.2 優(yōu)化目標(biāo) 155
7.3.3 拉格朗日乘子算法 158
7.3.4 實(shí)例分析 160
7.3.5 結(jié)語(yǔ) 164
7.4 基于擬物算法的截面布局優(yōu)化設(shè)計(jì) 164
7.4.1 引言 164
7.4.2 擬物算法 165
7.4.3 臍帶纜等徑構(gòu)件截面布局優(yōu)化設(shè)計(jì) 170
7.4.4 臍帶纜截面布局?jǐn)?shù)值模擬驗(yàn)證 171
7.4.5 臍帶纜不等徑構(gòu)件截面布局優(yōu)化設(shè)計(jì)案例 180
7.4.6 結(jié)語(yǔ) 185
7.5 基于粒子群算法的截面布局優(yōu)化設(shè)計(jì) 186
7.5.1 引言 186
7.5.2 截面布局優(yōu)化設(shè)計(jì)因素 187
7.5.3 粒子群算法 198
7.5.4 臍帶纜截面布局優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例 201
7.5.5 結(jié)語(yǔ) 203
參考文獻(xiàn) 204
第8章 臍帶纜整體線(xiàn)型優(yōu)化設(shè)計(jì) 206
8.1 淺水線(xiàn)型優(yōu)化設(shè)計(jì) 206
8.1.1 優(yōu)化思路 206
8.1.2 基于代理模型的線(xiàn)型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 206
8.1.3 代理模型及其構(gòu)造方法 207
8.1.4 適用的優(yōu)化算法 209
8.2 截面–整體雙尺度協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì) 210
8.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 211
8.2.2 近似模型構(gòu)建 212
8.2.3 優(yōu)化算法 213
8.3 基于臍帶纜疲勞壽命的整體線(xiàn)型優(yōu)化設(shè)計(jì) 214
8.3.1 疲勞壽命分析 214
8.3.2 疲勞壽命計(jì)算 215
8.3.3 基于疲勞壽命的整體線(xiàn)型優(yōu)化設(shè)計(jì) 216
參考文獻(xiàn) 217