碰撞事故时超大型浮体模块连接处荷载特性研究（英文）

精确评估模块连接处荷载特性对超大型浮体的水动力设计及结构安全性研究具有重要的工程意义。文章以5模块半潜式超大型浮体为研究对象,考虑碰撞荷载和风、浪、流环境荷载的联合作用并采用AQWA软件对超大型浮体模块连接点处的受力特性开展了数值计算。船舶碰撞荷载简化为矩形脉冲,采用定常风、定常流以及JONSWAP波谱,探讨了船舶碰撞角度、撞击位置、环境荷载等因素对模块连接点受力特性的影响。该文的研究成果可为事故荷载作用时超大型浮体连接器结构设计和强度计算提供一定依据。     

超大型浮体结构碰撞损伤研究

基于LS-Dyna数值仿真软件,以双模块超大型浮体结构为研究对象,开展油轮与双模块超大型浮体结构发生碰撞的数值仿真分析.数值仿真中碰撞场景为邮轮撞击模块中部结构,材料模型采用线性强化弹塑性模型,并计人应变速率引起的材料强化,考虑碰撞发生时的接触及摩擦.通过本文的研究,获得了双模块超大型浮体结构变形及损伤规律,讨论了结构的吸能特性和运动规律等,可为超大型浮体结构的耐撞性设计提供参考.     

超大型浮体模块柔性连接功能仿真模型试验研究

精确评估模块柔性连接性能对连接器和超大型浮体的结构安全性具有重要意义,而模型试验是获取超大型浮体模块柔性连接性能的必要手段。文章以横向浮筒式的浅吃水超大型浮体为研究对象,根据连接器动响应计算结果,设计了柔性连接器模型;通过不同幅值和载荷组合的连接器静态拉伸和压缩试验,研究了超大型浮体连接器的刚度特性,探讨了组合载荷对连接器刚度的影响;通过不同幅值和周期的连接器纵向动态载荷试验,研究了超大型浮体连接器在动态载荷作用下的结构响应,验证了超大型浮体连接器结构的安全性和适用性。试验结果表明在静态和动态载荷作用下文中设计的柔性连接器连接可靠、结构安全,连接器载荷、位移和应力测量结果可为验证连接器结构设计和计算方法提供依据。     

超大型浮体波浪中的完整稳性研究

海洋超大型浮体通过多模块前后相连达数千米长,其完整稳性不同于常规的船舶与海洋平台结构物。论文假设超大型浮体为多模块刚性连接,在静水完整稳性分析的基础上,考虑波长、波高(波陡)、浪向、波峰波谷位置等波浪要素对其垂向弯矩的影响,计算结果表明:超大型浮体多个模块由于之间的刚性连接约束了相对位移和转角并且横向特性完全相同,其初稳性、大倾角稳性与单模块的特性一致;而通过变化波长、波高(波陡)、浪向、波峰波谷位置等波浪要素,求得的最大垂向弯矩随着模块数量的增加而有不同程度的增加,波浪中的初稳性、大倾角稳性较静水中亦有所不同。     

码头设计中船舶风荷载中英规范标准研究

基于国内外码头工程设计所采用的规范标准的不同,船舶受力计算的方法也不同,主要分析了基本公式、国内规范、英国规范和OCIMF关于船舶风荷载的计算方法,并进行实例计算和结果分析,旨在为码头工程设计人员提供参考。     

半潜式超大型浮体的多刚体试验研究

超大型浮体作为人类开发海洋的前沿基地,正在成为世界各国海洋工程界研究的一个热点.由于超大型浮体尺度巨大,因此它必定会采用模块化结构,由几种基本的模块在海上加以拼装,连接而成.因此,采用何种形式的连接器已成为超大型海洋浮式结构物设计过程中的一大关键技术问题.本文主要介绍了国内首次进行的半潜式超大型浮体的多刚体试验,在试验中采用刚性模块、柔性连接形式,对各模块的相对运动以及模块与模块之间连接器载荷的动力响应特性进行了研究.     

作用在二维浮体结构上的风荷载研究

针对风对结构物的作用问题,现行规范与计算方法虽能较准确估算风的直接作用力,但可能忽视间接作用力而使估算不足。以二维典型浮体结构为研究对象,采用物理模型试验方法,分析静水条件恒定风和2种不同类型谱的随机风作用下的风荷载。结果表明,API谱随机风所产生的作用力大于Davenport谱随机风的作用力;不同时距的平均风速对浮体结构的荷载影响试验结果差异较大,应引起工程设计人员的充分注意。     

大型船舶系泊系统的动力响应研究

通过对大型船舶所受载荷情况的分析,采用静力分析方法结合国内、外有关的经典计算公式,对船舶所受的风载荷、流载荷和缆绳受力情况进行研究。结合具体工程案例,计算船舶的受力情况,以及在风、流作用下系泊时缆绳受力是否在允许的安全范围内,对该船的系泊安全和码头安全做出评价。     

超大型浮体模块水弹性响应和结构强度分析

水弹性方法针对超大型浮体的刚度特点,充分考虑了结构变形与流体运动的相互作用,是进行结构安全性分析的有效手段。文章采用水弹性分析方法研究了超大型浮体单模块总体波浪载荷以及结构应力响应。首先基于三维有限元方法分析了模块在真空中的总振动模态,然后结合模态叠加法和边界元法计算了模块在流场里面的谐振和模态响应。在此基础上,研究了各模态下结构的应力响应以及总应力响应,并分析了危险载荷工况,评估了超大型浮体单模块的结构强度,研究结果对超大型浮体单模块结构优化设计和安全性评估具有一定的指导意义。     

考虑结构弹性变形的超大型浮体锚泊系统时域耦合分析

通常的系泊系统运动和张力分析只考虑浮体作为刚体的自由度运动。然而,当浮体尺度达到一定程度,浮体会在波浪激励作用下产生弹性变形,弹性变形会对系泊缆的张力产生影响。本文基于浮体三维频域水弹性分析方法和系泊缆静力分析方法,建立锚泊系统时域耦合分析方法,获得更加真实的系泊缆张力特性以及浮体的运动特性,在时域模拟中考虑了风、浪、流环境条件对浮体运动和系泊缆张力的作用,同时根据浮体三维水弹性频域计算结果获取浮体弹性变形在系泊点处产生的位移,建立浮体弹性变形对系泊缆张力贡献的计算方法,并针对一布置于400 m水深海域的超大型浮体,计算了浮体的弹性变形对系泊缆张力的贡献。     

多模块MOB连接器动力特性研究

以7模块MOB为研究对象,利用RMFC模型,基于势流理论对7个构成模块单元进行3D水动力性能分析,计算过程中考虑了由于遮蔽效应而导致的浮体间相互作用.编制基于频域的多浮体运动和柔性连接器载荷计算程序,计算在规则波和不规则波下的连接器载荷值,并比较不同连接器刚度下各柔性连接器载荷值.计算结果表明,波浪入射角、波频、连接器刚度和海况对连接器载荷响应具有显著影响.本文的计算结果可为MOB柔性连接器设计与模块耐波性设计提供参考.     

超大型浮体柔性连接器动响应研究

为了降低VLFS(超大型浮体)模块连接的巨大载荷,通常选择柔性连接器.本文以某横向浮筒式的浅吃水超大型浮体为研究对象,采用RMFC模型(刚性模块柔性连接器)分析连接器载荷和模块运动响应,并与三模块模型试验进行比较验证.通过较高和较低横向刚度的系列纵向和垂向刚度组合的连接器载荷计算,给出连接器载荷随刚度变化的关系,分析连接器载荷峰值出现的原因.针对连接器载荷峰值对应的刚度组合,计算模块运动响应,分析模块相对运动模式.研究结果表明,对于较高和较低的横向刚度,均存在一定的纵向和垂向刚度组合,导致连接器载荷出现较大的峰值;连接器载荷峰值对应浪向角85°左右的海况,模块相对运动主要表现为艏摇.     

船舶碰撞载荷对移动海上基地连接器载荷的影响

移动海上基地属于超大型浮式结构物,在营运过程中会遇到飞机坠落,船舶碰撞等事故情况。事故载荷不仅会对超大型浮式结构物的局部结构产生破坏作用,而且会对超大型浮式结构物的薄弱环节——连接器产生附加载荷。以船舶碰撞为例,采用简化的RMFC模型,然后通过SESAM软件计算水动力系数,将其代入多刚体运动微分方程后用数值方法求解,研究特殊载荷对连接器载荷的影响。考虑不同连接器刚度以及不同撞击部位工况,估算碰撞引起的连接器载荷的数量级,并与波浪载荷引起的连接器载荷进行了比较。这为今后移动海上基地连接器设计提供了指导和依据。     

Experimental study on responses of an 8-module VLFS considering different encounter wave conditions

For the very large floating structure (VLFS) which is deployed near seashores, islands and reefs, the encounter wave conditions are always extremely complex. Traditional methods using homogeneous wave environment conditions cannot be applied for the analysis. In order to provide references for the further development of numerical methods, this paper reports an experimental study on responses of an 8-module VLFS under three different encounter wave conditions. The wave heights, accelerations, motions and connector loads of VLFS in three test schemes are obtained and analyzed. The comparative results show that the inhomogeneous wave conditions have an essential influence on the responses of VLFS. Especially for the connector loads, the values in the inhomogeneous wave conditions increase a lot compared with the other two test schemes. It indicates the traditional numerical methods using homogeneous wave field may not guarantee a safe design of VLFS and its connectors in the complicated wave environments.     

舰载雷达稳定平台基座优化设计

本文对某舰载雷达稳定平台基座在船摇、风载和振动载荷作用下的受力情况进行分析和计算。运用有限元技术对原基座的载荷分布进行分析,同时对基座进行结构优化设计。通过对优化后基座的有限元分析计算表明其满足减重要求和船摇、风载和振动条件下的强度设计要求。     

作用于船舶上风荷载及参数的理论计算

风荷载是船舶系泊的主要控制因素,因此对作用于船舶上风荷载计算研究是十分必要的。针对现行水运行业规范中关于作用于船舶上风荷载的计算公式与参数取值问题,基于风荷载的基本表达式,采用理论推演的方法,结合自然条件的更新调整,对空气密度、风压高度变化系数、地面粗糙度、船舶受风面积等参数进行分析,得出船舶风荷载的理论计算公式与参数取值建议,为规范中部分参数的修订与工程设计提供参考。     

深水半潜平台的环境载荷分析

通过对南海水域环境下的深水式半潜生产平台的自存和作业两种工况的风载荷、波浪载荷和海流载荷计算,得到该平台的环境载荷特点,从计算结果看,风载荷、流载荷和波浪载荷对平台的影响相近,因此,在确定系泊系统的设计时,这三个因素的影响都不可忽视。     

概念设计阶段的邮船横移操纵性评估方法

为准确评估邮船的横移操纵性，对概念阶段的某中型邮船的横移抗风性展开研究。考虑邮船上层建筑高大的特点，在由侧推器、螺旋桨、舵所组成的横移平衡计算模型中，增加风载荷及力矩，并依据现有的初步设备参数，计算13个风向角所能承受的最大风速，预测邮船在码头的横移抗风操纵性能力。通过实例计算验证，此评估方法能够清晰便捷地评估邮船在不同风况下的横移抗风能力，为邮船概念设计阶段的横移操纵性提供重要支撑。