绞吸挖泥船在多点约束下的纵向运动与载荷研究

发布时间：2020-07-01 11:55

【摘要】：定位桩的受力问题是制约超大型绞吸挖泥船高海况下作业的主要障碍之一。柔性钢桩是针对该问题的一个解决手段。这种定位方式允许船体与桩体之间发生小角度的相对纵向转角差,从而释放钢桩一定程度的挠曲、缓解受力,从而提高作业海况。本文通过理论推导、数值仿真、模型试验的方法,对某超大型绞吸挖泥船及其装备的油缸式柔性缓冲系统进行研究。首先建立运动、载荷的理论计算模型。分析绞吸挖泥船在多点约束下的纵向运动与受力方式,将这一系统分解为船、缓冲系统、桩三者的耦合问题。根据各个部分的特性,分别建立各个部分的运动受力模型,推导相应计算公式,并根据三者的相互联动、作用关系,将其纳入一个整体的计算模型,形成最终的理论计算模型。其次建立运动、载荷的数值分析方法。基于理论计算模型,通过MATLAB软件进行编程,将其转化为该问题的计算程序。仿真结果表明缓冲系统对船体定位能力的负面影响程度很低,对定位桩受力的缓解能力较强,尤其是海况较高的时候。最后开展了运动、载荷的模型试验。设计了实验方案、试验装置、试验步骤,开展各个工况下的柔性钢桩与刚性钢桩水动力模型试验。试验结果显示缓冲系统在高海况中能够显著减小定位桩在上下抱箍处的最大弯矩载荷,具有良好的缓冲性能。且对船体定位的负面影响较小。仿真试验与模型试验的总体趋势一致。
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U674.31
【图文】：

绞吸式挖泥船,绞吸挖泥船,定位桩

(c) Athena (d) 天鲸号图 1.1.1 超大型绞吸式挖泥船超大型绞吸挖泥船比一般绞吸挖泥船有显著的性能优势，市场前景良发展也存在许多困难。其中，如何适应更高的海况条件、克服更大的环超大型绞吸挖泥船发展中长期的技术难点。定位桩受力问题已成为制约船进一步发展的主要阻碍之一。定位桩是绞吸挖泥船最为关键的装置，绞吸挖泥船依靠定位桩定位，作绕定位桩摆动。定位桩作为船体与海底的连接构件，起到约束船体运动业精度的作用[7]。

绞吸挖泥船,作业方式,定位桩

(c) Athena (d) 天鲸号图 1.1.1 超大型绞吸式挖泥船超大型绞吸挖泥船比一般绞吸挖泥船有显著的性能优势，市场前景良好，然而其发展也存在许多困难。其中，如何适应更高的海况条件、克服更大的环境载荷是超大型绞吸挖泥船发展中长期的技术难点。定位桩受力问题已成为制约绞吸挖泥船进一步发展的主要阻碍之一。定位桩是绞吸挖泥船最为关键的装置，绞吸挖泥船依靠定位桩定位，作业时船体绕定位桩摆动。定位桩作为船体与海底的连接构件，起到约束船体运动、保障作业精度的作用[7]。

【参考文献】