Лаба №1

Лабораторная работа №1

Динамические характеристики морских стационарных буровых платформ

1.Цель работы:

Ознакомление студентов с физической природой динамического взаимодействия морских стационарных сооружений с ветро-волновыми воздействиями, с теоретическими основами расчета динамичности воздействия регулярного волнения, а также ознакомление с методикой постановки эксперимента по определению основных динамических характеристик морских буровых платформ, предназначенных для освоения континентального шельфа.

2.Краткие сведения из теории:

Морские стационарные буровые платформы (МСПБ) предназначены для длительной эксплуатации в условиях открытого моря и поэтому подвержены воздействию самых экстремальных штормов и ураганов. Будучи прочно скрепленными с грунтом морского дна, они не могут сойти с точки работ в море и укрыться даже при приближении самых жестоких ураганов, т.к. это могут сделать суда и другие плавсредства. Их единственная возможность «выжить» во время шторма состоит в наличии достаточных запасов прочности и устойчивости, поэтому необходимость динамических расчетов, т.е. расчетов, учитывающих динамический характер воздействия волнения и ветра, для таких сооружений особенно велика.

МСБП и СПБУ имеют вытянутую в высоту геометрическую форму и регулярно повторяющуюся конструкцию опорных блоков или колонн. Поэтому для них может быть предложено динамическая расчетная схема. Установка рассматривается как вертикальный упругий невесомый стержень длиной L с жесткостью при изгибе KEJ (K- число опорных колонн или блоков, E-модуль упругости, J- момент инерции площади поперечного сечения одной опоры). Инерционные характеристики сооружения учитываются равноотстоящими друг от друга на расстоянии ∆L сосредоточенными узловыми массами m_i, индекс i=1 соответствует верхнему сечению, где сосредоточена масса верхнего строения, индекс i=m нижнему сечению на уровне дна моря (грунта).

На рисунке 1 показана установка СПБУ.

Рисунок 1 Схема СПБУ

3 Лабораторная установка

Лабораторная установка представлена на рисунке 1а.

Рисунок 2

Лабораторная установка состоит из вертикального прутка сечением 25x2.5 мм и расчетной длиной L=0.8 м. В нижней части пруток жестко защемлен в массивном основании, а в верхней части имеется площадка для дополнительных грузов.

На рисунке 1б показана соответствующая данной модели динамическая расчетная схема, в которой масса прутка разбивается на 5 узловых масс

4. Результаты замеров динамических характеристик на воздухе

Значения функции формы собственных колебаний

Таблица1

Безразмерная координата 	0,1	0,3	0,5	0,7	0,9
Функция формы колебаний Ф	0,02	0,12	0,32	0,55	0,85

Мов=0,48+0,11Ф_i²=0,86

А_к=10 мм А_н= 100 мм =10 =0,8 с -период волны

Определение коэффициента динамичности Таблица 2

№	Величина размерность	№ опыта
		0	1	2	3	4	5	6	7	8
1	Масса добавленного груза	0	0,5	1	1,21	1,311	1,512	1,723	1,923	1,97
2	Амплитуда вынужденных колебаний	3	8	11	18	36	60	20	11	3
3	Период собственных колебаний	5,5	0,75	0,95	1,05	1,1	1,15	1,15	1,25	1,4
4	Частота свободных колебаний	1,14	8,37	6,61	5,98	5,71	5,46	5,46	5,02	4,49
5	Обобщенная масса	0,86	1,36	1,86	2,07	2,171	2,372	2,583	2,783	2,83
6	Корректировка амплитуды	3	12,65	23,79	43,33	90,88	165,49	60,07	35,6	9,87
7	Корректировка динамичности	1	1,23	1,47	1,67	1,93	2,16	1,58	1,81
8	Относительная частота вынужденных колебаний	0,12	0,15	0,18	0,20	0,23	0,27	0,19	0,21

Нижегородский Государственный Технический Университет

Кафедра «Теория корабля и гидромеханика»

Лабораторные работы по океанотехнике

Выполнил:

Проверил: Савинов В.Н.

Нижний Новгород

2010