深水吊缆非线性垂向运动响应分析

针对深水吊装过程中吊缆及吊载在外部扰动作用下的运动幅值较大,运动特性呈现较强的非线性问题,提出基于Hamilton原理求解吊缆非线性运动响应的方法,建立吊缆的非线性运动方程,采用有限差分方法进行求解,与文献的试验值比较,结果吻合较好,验证求解方法的准确性和可靠性。以4 500 m缆长为例,对不同吊缆上端激励周期下吊缆不同位置处的缆张力、垂向位移进行计算分析,结果表明,当吊缆长度较大时,缆张力及吊缆垂向位移在整个吊缆内不是均匀分布的,缆张力及垂向位移的传播呈现明显的波动现象,且随着吊缆长度和上端激励周期的增加,波动的幅值及变化剧烈程度逐渐减小。     

双船拖曳系统运动响应研究

对双船拖曳系统的动力学运动特性和受力特性进行研究.通过建立含有阻尼模型的凝集参数方法,求解双船拖曳缆系统的动力学计算模型;将比例阻尼模型加入该动力学模型中,对放缆长度、拖曳速度、双船间距和船舶在波浪中的运动响应等进行计算对比分析,并根据所得结果验证该模型的有效性.通过对具有显著阻尼的双船宽面拖曳系统进行运动学响应计算,...     

横浪海况下"蓝鲸"号起重船吊装上部组块运动响应研究

"蓝鲸"号起重船舶在海上吊装大型上部组块施工过程中,有时受现场条件限制,会出现横浪吊装作业工况,此时组块运动容易偏大,威胁作业的安全,甚至造成设备损坏和人员伤亡事故.本文针对横浪-系泊系统-起重船-吊缆-上部组块复杂耦合系统,开展了数值模拟研究工作,分析吊装组块的运动响应规律和特性.将规则波中运动响应预报结果与水池模型试验结果进行了对比分析,验证了数值模拟的合理性及其精确性,揭示了起重船和吊物的耦合运动机理.针对典型横浪不规则波工况,开展了运动响应预报,并和Noble Denton相关衡准进行了对比,给出了允许施工作业工况的建议.     

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。     

风浪流载荷下超大型海洋平台双船拆解系统运动特性数值模拟

基于Sesam软件研究超大型海洋平台双船拆解系统在风浪流载荷下的运动特性,重点分析双船拆解系统与单个拆解船在风浪流载荷下运动差异,并给出双船拆解系统运动短期预报。首先通过频域分析得到双船拆解系统和单个拆解船在波浪载荷下运动响应幅值,在此基础上进行时域分析,得到双船拆解系统和单个拆解船在风浪流载荷下的六自由度运动时历曲线。数值模拟结果表明:双船拆解系统由于结构的对称性,在风浪流载荷下的横摇和首摇运动远小于拆解船,横摇和首摇扰动减小后大部分推力可用来修正纵荡和横荡偏移,从而使双船拆解系统在风浪流载荷下六自由度运动均小于单个拆解船;由于双船拆解系统水下部分为双体结构,双船拆解系统对波浪频率变化敏感,作业时不能忽略波浪频率的影响。     

基于弹性波理论的深水吊缆非线性运动研究

针对深水吊缆非线性运动特性,基于弹性波理论建立了吊缆的动态模型,推导出吊缆的非线性运动方程,采用有限差分方法进行求解,与文献的试验值比较,结果吻合较好,验证了求解方法的准确性和可靠性;以谐波运动作为初始激励,计算不同水深时的吊载垂向运动响应并进行频谱分析,结果表明吊载的垂向运动响应时历为明显的非线性运动;同时给出了缆长4 500 m和3 000 m吊载处的垂向位移的计算结果,发现随着激励周期增加,3 000 m时吊载处的垂向位移幅值要大于4 500 m,且相差程度越来越大。     

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。     

基于故障树的沉船整体打捞系统失效风险分析

采用双船抬吊打捞系统对大吨位沉船进行整体打捞是一项高难度高危险作业,对打捞系统及打捞过程进行风险评估至关重要.基于故障树分析法对双船抬吊打捞系统进行分析,确定打捞系统的逻辑树与二级子系统,分析二级子系统的失效模式,并绘制打捞系统的故障树.根据打捞工程危险源识别报告、失效数据库估算基本事件的发生概率,通过故障树定量分析得到打捞系统发生故障的概率是0.002 16,属于中等偏高风险,平均无障碍工作时间约为463.97h.最后通过计算分析确定了基本事件的风险值,并为风险值较高的基本事件提出风险控制方法,为打捞作业安全保障提供支持.     

海洋吊索碰撞动力学分析

对考虑弯矩和扭矩条件下的凝集质量法进行了推导,并基于凝集质量法,将吊缆离散成凝集质量模型,并将吊缆间的碰撞力引入到动态分析中,参考某海洋吊缆具体参数,结合海上施工作业的具体过程,通过必要的简化,利用水动力分析软件OrcaFlex建立了海洋吊缆碰撞过程的动力学模型,得到了吊缆间的碰撞力及张力随时间的变化情况等。该仿真结果对研究海洋吊缆的碰撞有一定的指导意义。     

吊钩式波浪补偿装置深水吊装作业分析

针对深水海洋结构物吊装问题，基于波浪补偿原理，分析吊钩式装置的参数设置原理及其应用。提出一种刚度-阻尼等效计算方法，并建立吊钩式补偿装置的仿真模型，设计弹簧力-位移和阻尼力-速度曲线，并采用Orca Flex软件进行联合仿真，考虑浪流作用和船体运动状态下吊装作业的升沉补偿效果，对不同参数设置下吊物经过飞溅区的过程进行计算分析。结果表明：采用联合仿真方法评估深水吊装作业能取得较好的效果。采用该方法对在1 000 m水深区域吊装400 t重物的作业进行计算分析，实现对缆线非线性弹性作用下船舶、缆线、补偿器和吊物系统的耦合运动分析，评估补偿器的作用效果。结果显示，依靠吊钩式补偿器，吊物升沉幅值降低了约79.69%。     

全回转起重船多系统耦合运动响应仿真分析

根据运动学基本原理,计入船-吊物、船-锚链耦合影响以及起重船自身受到的外环境载荷,建立船舶多系统运动模型。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,对多系统耦合作用下的船舶运动进行数值分析。分别在不同的遭遇浪向角和不同的吊臂回转角下,对船舶在各自由度上的位移进行比较,得到其对船舶运动参数的影响规律。结果表明:起重船运动过程中因计入多系统耦合影响,自身运动也表现出更为符合实际的运动特性,为准确预报全回转起重船多系统的运动响应提供了更为科学的理论依据。     

2×1200t双臂架变幅式起重机索力测试研究

2×1 200 t双臂架变幅式起重机是为起重船配套的1种非自行式起重机,主要用于海上风力发电设备的起吊和安装。本研究根据振动频率法,采用振动测试分析系统,对不同工况下起重机钢索的索力进行测试分析,并与设计值进行对比,为在正常工作状态和超载状态下合理、安全地使用起重机提供依据。     

半潜式起重工程船在海洋工程中的应用

半潜式起重工程船是一种特殊用途的船舶.较为详细地介绍了目前世界各国应用的半潜式起重工程船的工作原理、结构形式、设计难点及其主要技术配置情况.结合国内外发展现状,论述了半潜式起重工程船在海洋工程中的应用,预测了半潜式起重工程船在国内的应用前景.     

锚链轮齿形改进的实践与研究

起锚机中的关键零件是锚链轮。在工厂台架试验中,链径小于φ34的小型锚机,锚链与链轮啮合常出现起锚时歪链和斜链、抛锚时跳链等现象。本文通过分析和实践．提出改进措施,经过台架试验和实船使用,取得了良好的效果。     

船用起重机主动式升沉补偿控制的研究

对海上作业的船舶运动和起重机升沉运动进行分析、建模,从速度补偿和位移补偿两个方面分析了船舶起重机主动式升沉波浪补偿控制的原理。     

港机专用橡胶拖令移动软电缆研制与安装敷设

为提高港口用电缆的使用寿命和安全性能,开发了新型的高性能港机专用橡胶拖令移动软电缆。介绍了该电缆的技术性能、产品设计、生产工艺和试制要点,并介绍了该电缆的安装敷设,对电缆用户有一定的启迪。     

船舶液压起重机延迟反馈吊重消摆控制

由于操纵和工作环境的变化，起重机的吊重在工作过程中会产生摆动，这种摆动降低了起重机的工作效率和安全性能。文章以集美大学轮机工程实验中心船舶液压起重机为研究对象，采用机电液仿真建模技术及拉格朗日方程，在MATLAB Simulink仿真软件平台上，建立起重机操作液压系统及吊重摆动模型，采用与试验数据对比的方法对所建立的模型进行验证。设计基于吊重摆动位置延迟反馈的控制器，通过将延迟反馈信号叠加到操作信号上的方法实现吊重的消摆控制。结果表明，在各种操作情况下，延迟反馈控制器均能很好地抑制吊重的摆动。     

基于凝集质量法的海洋缆索动态响应建模与仿真

提出了一种基于凝集质量法的海洋缆索动态响应研究的模型,该模型采用Kane方法以广义主动力与广义惯性力相平衡的方式得到缆索运动的控制方程。模拟了以拖船-落锚方式布放次水面浮标的时间历程。对浮标结构设计与布放作业有一定的参考价值。     

Prediction of the maneuverability of a large container ship with twin propellers and twin rudders

The maneuvering characteristics of a large container ship with twin propellers and twin rudders were investigated using the horizontal planar motion mechanism (HPMM) test and computer simulation. A mathematical model for maneuvering motion with four degrees of freedom (DOF) for twin-propeller and twin-rudder systems was developed and included the effects of roll motion. To obtain the roll-coupling hydrodynamic coefficients of a container ship, a four-DOF HPMM system having a roll motion mechanism and a roll moment measurement system was used. At the full load condition, HPMM tests were carried out for two different 12 000-TEU container ship models, one with twin propellers and the other with a single propeller. Using the hydrodynamic coefficients obtained from the tests, computer simulations were carried out. Simulation results for the container ship with twin propellers and twin rudders were compared with the results for the container ship with a single propeller and single rudder.