海底埋设管线平管起吊运动分析

基于有限元软件OrcaFlex,充分考虑不规则波浪、海流、管土相互作用以及船舶管线耦合运动,建立海底埋设管线平管起吊模型。参考DNV-RP-F110计算埋深管道受到的土壤阻力,依据DNV-RP-C205确定相关水动力系数。通过数值模拟研究分析管线在平管起吊过程中管道的运动响应以及吊绳张力的时间历程变化,为实际海底管线平管起吊提供一定理论参考。     

不同吊重下大型回转式起重船的系泊计算

采用MOSES软件计算某大型回转式起重船不同吊重工况下的系泊缆张力及运动响应。通过软件计算结果对比,分析不同吊重形式、风浪流、吊重量、吊距等参数对起重船起吊作业下的系泊缆张力、吊点运动等结果的影响,为今后回转起重船起吊作业的设计方案和施工提供参考。     

采用ANSYS 5.7的海底管线起吊过程非线性有限元静力分析

海底管线安装过程中经常采用对接起吊法,在这一过程中管线应力状态较复杂,管线的变形属于大位移几何非线性变形,同时还要考虑管线的双层结构.本文采用有限元分析软件ANSYS5.7模拟管线的起吊过程,采用ANSYS5.7提供的点点接触单元(Contact 52),浸没管单元(Pipe59),直管单元(Pipe16)对管线起吊过程进行接触非线性和几何非线性有限元分析,得到了较为满意和直观的结果.计算结果可以给出指定起吊高度情况下的管线内管、外管的应力分布以及管线和海底泥面接触点的位置,进而可以校核起吊过程中管线内、外管的强度和稳定性是否满足要求.为海底管线起吊对接计算提供了一种新的思路和方法.     

单舱万吨重吊船1000 t联吊试验研究

以左舷配备2台450 t起吊机的单舱万吨重吊船为例,分析两个克令吊联合起吊1 000 t载荷的过程。在试验过程中,采用水箱式载荷,通过压载水调节和安装舷侧浮筒提高船舶稳性,研究起吊过程中船舶状态,并对该试验进行总结分析。     

涡激振动对FPSO外输系统的动态响应分析

外输系统包括FPSO、外输浮筒、外输管线主要构成部分,在外载荷的推动下,各个构件间存在复杂的耦合作用。由于输管线跨距长,在复杂的海洋环境载荷作用下极易发生涡激振动现象,从而引起管线的疲劳破坏。为研究涡激振动对FPSO外输系统的动态响应的影响,本文对FPSO及其外输系统进行了一系列的水动力分析,结合考虑浮体/管线的耦合效应和管线涡激振动现象,求解FPSO与外输浮筒的总体运动响应及外输管线的张力、疲劳损伤值,总结管线涡激振动现象对整个FPSO外输系统总体性能的影响。计算结果表明,管线的涡激振动效应对其自身的疲劳寿命起到主导性作用,而对FPSO及外输浮筒的运动响应和系缆张力的影响较小。     

海上吊物六自由度系统动力学特性分析

以海上吊物系统为研究对象，考虑长方体吊物模型六自由度的运动和风载荷，建立广义坐标的第二类拉格朗日方程，并利用高阶的龙格-库塔方法求解该方程。根据牛顿第二定律，推导出吊绳动张力计算公式，对不同吊绳长度、不同起吊速度、不同激励频率时的吊绳摆角、吊物转动角度和动张力进行分析。结果表明，吊绳长度，起吊速度和激励频率的变化均对吊物的摆角和吊绳动张力产生很大影响，吊物的升降对吊绳摆动、吊物转动和吊绳中的动张力有抑制作用，且起升速度越大，对吊物系统的抑制效果越明显，可以通过控制起吊速度和时间来减小吊重的摆动。当激励频率接近于吊物系统特征频率时，会出现共振现象，因此起吊作业中需要选择合适的吊索长度以避开共振区。     

水下浮筒对于深水系泊缆静态特性的影响

依据集中质量法建立缆绳力学模型,分析了浮筒净浮力大小、位置以及海流力对缆绳构型和静态张力的影响程度。研究结果表明:水下浮筒可有效降低系泊载荷与预张力,提高缆绳水平回复刚度,但可能导致缆绳最大张力位置的改变,此外浮筒净浮力与位置均存在最优值,浮筒所承受的海流力对于缆绳静力特性的影响非常有限。     

大中型气垫船吊艇结构设计和起吊强度校核

基于目标气垫船结构特点,通过合理设计吊艇眼板结构、起吊强度校核,论证了船体通过吊艇眼板直接起吊方案的可行性,为实船起吊提供指导依据。最后对目标气垫船水中起吊过程进行了应力测试,进一步验证了起吊强度校核方法的正确性和直接起吊方案的合理性。研究结果可为大中型气垫船或铝合金船体起吊方案和相关结构设计提供技术支撑。     

船用折臂起重机起升重量与吊点位置的参数化关系

以船用折臂起重机的折叠臂架和变幅油缸为研究对象,通过多体力学分析,确定起升重量与吊点位置的参数化关系。利用Matlab软件进行仿真,实现两者关系的可视化,并给出起吊点在不同位置时起重机额定起重量的合理分布图。     

吊重作业起重船波浪中的运动响应

利用MOSES计算软件,运用三维势流理论建立起重船系泊状态下的吊重作业计算模型,计算吊重与船的六个自由度的运动,对吊重绕吊臂吊点的摆动进行研究,分析船舶系统的运动特性。在时域计算中,引入风浪流海洋环境条件,使计算条件更加符合工程实际。以一艘起重船为例,选取船体重心和吊物质心为关键点,改变系泊缆预张力,使缆绳张力控制在安全范围内。通过改变起吊要素,分析这些要素对吊重运动及船体运动的影响,以及吊重摆动与船体横摇运动的相互影响。     

起重船吊物系统在波浪中的动力响应

本文研究起重船在波浪中作业时吊物系统的动力响应。文中提出船体——起吊重物体的力学模型,建立了起吊过程中重物运动的非线性微分方程组。采用新切片理论在频域内得到船体运动,用数值计算方法求得重物在空间的摆动规律和吊索的动张力,并与模型试验结果比较,两者基本相符。通过这一实例1600t 起重船的计算,对吊物系统动力响应随不同索长、起吊速度及不同浪向的变化进行了讨论,从中得到某些重要结论,可供设计者和使用者参考。     

10t-20 m折臂伸缩吊多作业模式方法

介绍10t-20m折臂伸缩海工吊在不同作业海况和舷内、舷外等不同作业场景下进行安全工作负荷作业的实现方法,并对每种起吊方法的实现机理进行详细分析,通过几种设计组合实现单绳5t安全工作负荷快速作业、双绳10t安全工作负荷作业和20t吊耳安全作业模式,并针对各种安全作业模式的安全性进行二次设计,极大地拓展该型海工吊的起重作业能力,实现多作业模式下起重机在开放海域舷内外高海况下的安全吊装.     

多浮筒悬链线系泊系统计算软件的开发及试验

构建多浮筒悬链线静力学模型,在此基础上进行系泊线姿态计算软件开发。应用均匀弦横向运动模型推导出悬链线方程,对多浮筒悬链线非线性方程组进行迭代计算,获得多浮筒悬链线系泊缆索姿态参数,并试验验证算法的正确性。研究表明:开发的多浮筒悬链线系泊系统计算软件在水平系泊力、系泊缆索参数、海底系锚泊位置、悬跨长度和浮筒规格一定时,能够准确输出系泊系统的真实形状,并准确判断浮筒在水中的位置,满足安装工程施工需求。研究结果可为多浮筒悬链线系泊系统动力分析提供参考。     

多因素下张力腿平台耦合动力响应特性研究

考虑立管、张力腿及平台本体的非线性耦合,建立六自由度的振动微分方程。推导了方程中的质量矩阵、耦合刚度矩阵、阻尼矩阵及波浪荷载的计算公式。采用微元法对立柱和浮筒进行离散,求得方程数值解。比较分析了四种工况下张力腿平台的耦合动力响应、张力腿及立管张力的变化,揭示了波浪周期、波高、浪向角、预张力、工作水深等多因素对张力腿平台运动响应的影响。     

起吊系统在规则波作用下动态仿真分析

以起重船在海上起吊作业为背景,建立了吊重系统三维非线性运动学模型。分析了吊重系统在规则波作用下的摆动特性。采用数值仿真软件对时域非线性分析进行求解,讨论了波向、波浪频率以及升降速度对吊重摆角和吊索张力的影响。得到的结论可用于吊重系统摆动的预测与控制,可供设计者参考。     

内河浮吊动稳性计算与分析

为保证过驳浮吊安全高效操作,在研究动稳性计算理论分析的基础上,针对某实船进行计算及改建方案的分析,通过对实船进行现场勘验、倾斜试验及最大吊距并起吊不同荷重时船舶横倾试验,对计算中的关键参数进行验证。根据计算及试验验证,获得了满意的效果,相关分析对该类船舶的设计和改建工作具有指导意义。     

浮筒单点系统缓波式柔性立管疲劳分析

将非黏结性柔性立管应用到浮筒式单点系统中去,借助ORCAFLEX软件建立浮筒式单点系统的耦合分析模型。利用ABAQUS软件研究柔性立管各层在张力和弯矩作用下的应力分配,得到内抗拉层和外抗拉层的应力系数,进而对立管进行浪致疲劳和涡激疲劳分析。结果表明:该系统中柔性立管的疲劳寿命主要取决于内层抗拉层,最大疲劳损伤出现在限弯接头与立管连接点附近,张力影响因素对该点的疲劳损伤影响大于曲率影响因素。     

铺管张紧器张力检测偏差及机械成因

铺管张紧器是海洋铺管系统中至关重要的设备之一,其对管线张力检测的精确性、重复性是控制管线张力和安全铺管的前提。在实际工程项目中,由于机械设计与经验的原因,张紧器检测到的管线张力值对比真实的管线张力存在较大偏差,必须予以纠正。依托真实的铺管系统项目,对S-Lay铺管张紧器在工厂测试试验中出现的张力检测偏差问题进行机械成因分析,找出可能导致张力检测偏差的若干机械构造原因,并有针对性地予以优化和整改,进行张力检测试验验证,得到对张力检测偏差产生不良影响的一些机械设计因素,为铺管张紧器的研发与设计提供经验与思路。     

新型深水串联浮筒锚泊线阻尼特性分析

随着海洋石油工业向深水及超深水领域的发展,传统悬链式锚泊线的使用受到限制。论文在传统悬链式锚泊线的基础上串联浮筒,优化设计出一种新型的串联浮筒悬链式锚泊线。首先,介绍新型串联浮筒锚泊线的优化设计过程;其次,在时域范围内建立串联浮筒锚泊线的动力分析模型,利用耗散能量法计算锚泊线阻尼;最后,结合算例分析串联浮筒对锚泊线阻尼特性的影响,并对浮筒大小和位置的影响进行参数化分析。研究结果对深水浮式平台锚泊系统的设计提供了一种新的参考选择。     

自浮式与浮筒式排泥管的稳定性和抗风浪能力的比较研究

本文对自浮式和浮筒式排泥管的稳定性和抗风浪能力进行了比较研究。结果表明，自浮式排泥管的稳定性和抗风浪能力均优于浮筒式排泥管，在相同的动力条件下自浮式排泥管的扭矩只为浮筒式排泥管的3／5，而系缆力仅为浮筒式的1／2－2／3。同时，钢材用量仅为浮筒式排泥管的40％，因此，自浮式排泥管具有很好的推广应用前景。