风流波动力定位浮台的结构设计与强度分析计算

发布时间：2020-09-02 14:18

　　随着海洋资源开采逐渐增多,岛屿争端不断加剧,对于深海环境的监测迫在眉睫。而目前存在的海洋监测载体或多或少存在着某些问题使得深海环境监测问题不能得以解决。因此研发新型海洋监测平台——风流波动力定位浮台,对于深海环境监测具有重要意义。风流波动力定位浮台所处的海洋环境十分恶劣,对浮台进行结构设计和强度分析计算是浮台得以安全运行的必要前提。本文针对这两个方面对风流波动力定位浮台进行了研究,主要研究内容如下:风流波动力定位浮台的结构设计。根据CCS《海上移动平台入级规范(2012)》和《钢质海船入级规范(2015)》,结合浮台功能要求对三种结构型式的浮台进行材料的选择,构件尺寸和连接方式的确定。基于结构设计的基础上,使用Solidworks建立浮台质量模型,并进行配重以获取水动力计算所需的质量信息。水动力特征响应和设计波参数的确定。根据规范推荐、文献参考和浮台本身特点确定好浮台设计波参数选择所需的水动力特征响应。基于水动力特征响应,使用简单设计波法和随机性设计波法进行三种结构型式浮台设计波参数的选择。结构应力的计算及分析。通过选定的设计波参数计算波浪载荷并施加到结构模型进行受力分析,得出浮台各个主要构件的最大等效应力值,根据规范进行浮台的屈服强度校核。基于应力结果分析不同设计波法对应力结果的影响,不同计算工况的危险程度,不同结构形式浮台的危险程度。结果表明:浮台结构的屈服强度符合规范要求;简单设计波法计算的应力结果稍大于随机性设计波法计算的应力结果;第二种结构型式为最优结构形式;不同结构型式不同设计波法下浮台对应的最危险计算工况不同。这些计算过程和结论可以对类似监测平台的结构设计和强度分析提供一定的指导意义。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U674.38
【部分图文】：

能源消费量,全球,全球能源

伴随着经济的迅猛发展，人类社会在能源方面的依赖展中的中国，中国的迅猛发展离不开能源的支持。从《）》给出的全球能源消费量图来看，全球能源市场尽管增增长的过程当中，如图 1-1 所示。从《BP 世界能源年鉴示，在全球能源消费量体系中，中国占据着重要地位国，其中能源消费量占 23%，能源消费增长占 27%。的开发和利用提出了更高的要求。几十年来，陆地上开采之后逐渐枯竭，陆地能源越来越紧张，全球各国富的海洋。不管是对海洋可再生能源还是石油、天然海洋。了解海洋就需要对海洋环境进行监控，获取海获取的海洋信息我们才能进一步决定怎么样开发能源上的争端，比如黄岩岛事件、钓鱼岛事件，国家领海上环境的监控。海洋监测载体的研究开发在目前的形

海洋浮标

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文前世界上最为主要的海洋监测载体，它无需信息进行记录的监测系统[1]，如图 1-2 所示。卫星，海监飞机等）组成完整的海洋监测系[2]，浮标长期运行可靠性不够高，资料浮标规性差不能调整位置。此外，波浪滑翔器作为也是用来采集海洋信息的，如图 1-3 所示。波浮在水面的浮体，一个是在水下的滑翔体。水翼能够绕定轴上下翻动。国内现在已经开始器的研究仍不太成熟，尽管做出了多型样机并产品化相距甚远。近年来国内还实现了首例平台的应用[3]，如图 1-4 所示，但是其中的锚过昂贵，约占整个浮台费用的一半。并且随着统的费用还会进一步增加。因此对于新型海

波浪,浮台,锚泊系统,海洋监测

在水下滑翔体上，水翼能够绕定轴上下翻动。国内现在已经开始研制波浪滑翔器，但是国内波浪滑翔器的研究仍不太成熟，尽管做出了多型样机并进行了海上试验，但距离工程应用、产品化相距甚远。近年来国内还实现了首例以海洋监测为目的的锚泊式半潜通信平台的应用[3]，如图 1-4 所示，但是其中的锚泊系统造价相对于整个浮台的造价太过昂贵，约占整个浮台费用的一半。并且随着海洋深度的增加，该类型浮台锚泊系统的费用还会进一步增加。因此对于新型海洋监测载体的研制迫在眉睫。图 1-2 海洋浮标

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