船舶深水起锚安全性研究

发布时间：2017-10-30 15:31

  本文关键词：船舶深水起锚安全性研究

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【摘要】：随着国际海运贸易的发展,船舶大型化趋势日益明显,其所需的锚地水深及安全间距也随之增大。为此,港口当局对于锚地水域的划定不断向港外延伸,新建大型港口的锚地水深不断增加。船舶在深水锚地起锚时,由于各种原因造成的丢锚断链或损坏锚机等事故屡有发生。鉴于此现状,本文通过理论分析与海边现场试验相结合的方式对该课题进行探究。本文首先分析了海船起锚所受的四种外载荷,包括锚从泥中起出时的破土力、锚链在水中的重量、恶劣海况下船舶运动引起的锚机动载荷、锚链与锚链筒的摩擦力,并讨论了船级社规范下锚机自身参数及工作性能,以此对船舶的起锚安全做初步探究。然后运用模型试验的方法,对四种船用锚型(AC-14型锚、DA-1型锚、波尔锚和斯贝克锚)在细砂底和软泥底条件下进行起锚破土力试验,探究不同抓力时起锚所需破土力大小与相同抓力下起锚角度的改变对所需破土力的影响。利用SH-TEST软件绘制出起锚力变化规律的实时曲线,结合船级社现行规范对其进行分析。数据处理中引入锚机负载、锚链重量、起锚破土力三者与锚重之比得到的无因次数进行比较,最后介绍了一种可安全起锚极限水深的算法模型,该算法综合考虑了锚机额定起锚能力(包括其使用过程的年损耗率)、破土力、锚链重量以及锚.链与锚链筒之间的摩擦力等影响因素。深水锚泊船借助该项算法可以就当时气象、海况和自身船舶状态对能否实现安全起锚做出一定程度的预判。针对起锚力不足的情况,本文给出了两种应急状况下运用制链器或刹车带协助起锚的方法,并评估了两种方法的优缺点,当船舶起锚力不足时参考该方法可以在一定程度上提高深水起锚的安全性。文章最后进一步讨论了恶劣海况、船龄较大及锚机养护不善等导致锚机过载损坏的因素及应对措施,本文对船舶深水起锚的安全作业具有一定的参考意义。
【关键词】：深水起锚 锚机负载 起锚破土力 模型试验 恶劣海况
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U675.922
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 船舶深水起锚安全的研究现状11-14
• 1.2.1 起锚破土力的研究11-12
• 1.2.2 海船极限锚泊水深的研究12
• 1.2.3 恶劣海况下起锚船受力特性的研究12-13
• 1.2.4 深水起锚安全性其他方面的研究概述13-14
• 1.3 本文主要工作与研究方法14-16
• 第2章 海船起锚的外载荷分析16-26
• 2.1 锚从泥中起出时的破土力16-19
• 2.1.1 起锚破土阻力的理论模型16-18
• 2.1.2 土-锚系统作用力的理论解与数值解分析18-19
• 2.2 锚与锚链在水中的重量19-20
• 2.2.1 锚与锚链的配备19-20
• 2.2.2 链重与锚重的关系20
• 2.3 锚链与锚链筒的摩擦力20-22
• 2.3.1 起锚时锚链筒与锚链作用力分析20-21
• 2.3.2 锚链筒位置对起锚安全的影响简化21-22
• 2.4 恶劣海况下船舶运动引起的锚机动载荷22-26
• 2.4.1 起锚船受风、流和波浪载荷的估算22-24
• 2.4.2 恶劣海况下动态锚链力数学模型24-26
• 第3章 锚机起锚能力的研究26-32
• 3.1 船舶起锚工况下的锚机性能分析26-29
• 3.2 锚机负载的国际规范介绍29-30
• 3.3 锚机额定工作负载的评估30-32
• 第4章 起锚破土力的试验研究32-45
• 4.1 试验装置32
• 4.2 试验原理与方案32-34
• 4.3 试验过程34-38
• 4.3.1 不同抓力时起锚所需破土力大小的试验35-36
• 4.3.2 相同抓力下起锚角度的改变对所需破土力的影响试验36-38
• 4.4 试验结果38-41
• 4.5 数据分析41-45
• 4.5.1 起锚力曲线的直观分析41-42
• 4.5.2 软泥质锚地深水起锚安全性的分析42-45
• 第5章 船舶可起锚极限水深模型及安全建议45-52
• 5.1 海船起锚极限水深的研究45-49
• 5.1.1 海船起锚极限水深的数学模型45-46
• 5.1.2 起锚极限水深值模型的算例46-48
• 5.1.3 起锚极限水深模型的评价48-49
• 5.2 应急起锚方法的探讨49-50
• 5.2.1 两种应急起锚方法介绍49
• 5.2.2 对两种应急起锚方法的评价49-50
• 5.3 深水起锚安全建议50-52
• 第6章 结论与展望52-54
• 6.1 结论52-53
• 6.2 展望53-54
• 参考文献54-57
• 附录A 起锚破土力试验数据57-63
• 致谢63

【参考文献】

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本文编号：1118241