《深水繃緊式系泊系統非線性循環動力特性及回響》是依託天津大學，由劉海笑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：深水繃緊式系泊系統非線性循環動力特性及回響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉海笑
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
新型深水繃緊式系泊系統以合成纖維材料系纜作為主體系纜，在循環載荷作用下纖維繫纜具有特殊的動剛度特性、繃緊-鬆弛特性以及疲勞破壞特性，它們與系泊系統的性能回響及安全性直接相關，是深水繃緊式系泊系統有別於傳統懸鏈式系泊系統的三個具有特殊意義的研究專題，深入認識和把握這些特性對於繃緊式系泊系統在深海工程的套用具有重要意義。基於對繃緊式系泊系統關鍵特性的洞察和認識，通過機理探究、理論發展和實驗研究，擬對動剛度分析理論及計算模型、繃緊-鬆弛特性形成機理、分析技術及影響效應、以及纖維繫纜疲勞破壞分析理論及計算模型這三項內容開展研究。在纖維纜繩的複雜力學特性、系泊系統回響分析以及疲勞分析模型等方面取得的基礎性研究成果，不僅有助於推動海洋工程科學的發展，也對我國新型深水系泊技術的自主研發具有深遠意義。
結題摘要
新型深水繃緊式系泊系統以合成纖維纜繩作為主體系纜，在複雜的載荷條件下其力學特性具有明顯的時間相關特性，如在定常載荷作用下的蠕變行為和在循環載荷作用下的動剛度演變及疲勞破壞特性，這些問題均與系泊系統的性能回響及安全性直接相關，是深水繃緊式系泊系統有別於傳統懸鏈式系泊系統的具有特殊意義的研究專題，深入認識和把握複雜載荷條件下合成纖維繫纜的力學行為，對於繃緊式系泊系統在深海工程的套用具有重要意義。以聚酯（Polyester）、芳綸（Aramid）和高強聚乙烯（HMPE）纜繩為研究對象，結合理論和實驗研究，對合成纖維纜繩的蠕變和蠕變-破斷行為、動剛度演變特性以及疲勞破壞特性開展了深入研究。提出了可以綜合考慮纜繩損傷度、平均張力、應變幅值和循環載荷周次影響的動剛度經驗公式；提出了用於計算高強聚乙烯纜繩蠕變壽命的經驗公式，以及考慮平均張力和張力幅值影響的疲勞壽命計算公式；在熱力學框架下，建立了粘彈性、粘塑性以及損傷相耦合的本構模型，以用於描述合成纖維纜繩時間和應力相關的複雜特性。這些基礎性研究成果大多已在國際著名期刊發表，代表著國際上相關研究方向的先進水平，不僅有助於推動海洋工程科學的發展，也對我國新型深水系泊技術的自主研發具有深遠意義。
