海管S型初始铺设仿真算法

发布时间：2018-08-03 21:31

【摘要】：为准确模拟初始铺管作业中管道和起始缆的形态,创建一个逼真的深水铺管起重船铺管作业虚拟训练环境.针对S型铺管作业中的初始铺管作业,以Euler-Bernoulli梁理论为基础,对初始铺管管道和缆索进行静态分析,建立几何非线性微分方程,且对管道与缆索微分方程边界条件难以确定导致方程无法求解的问题,提出一种基于微分求积法的迭代方法,该方法能够准确地实现边界条件的确立,从而完成微分方程的求解.仿真和实验分析不同作业状态下管道与缆索的形态与内力变化,结果证明了初始铺管整体算法的准确性.该方法提高了微分方程求解精度且计算量少,易于程序实现,可用于海上铺管作业方案的工程预演,可行性分析和优化作业方案等.
[Abstract]:In order to accurately simulate the shape of the pipeline and the starting cable in the initial pipe laying operation, a virtual training environment for the pipe laying operation of the deep-water pipe-laying crane was created. Based on the Euler-Bernoulli beam theory, the static analysis of the initial pipe laying and cable laying is carried out, and the geometric nonlinear differential equation is established. For the problem that the boundary conditions of the differential equations of pipeline and cable are difficult to determine and the equations cannot be solved, an iterative method based on differential quadrature method is proposed, which can accurately establish the boundary conditions. Thus the solution of the differential equation is completed. The changes of the shape and internal force of pipeline and cable under different working conditions are analyzed by simulation and experiment. The results show the accuracy of the whole algorithm of initial pipe laying. This method improves the accuracy of differential equation solving, and it is easy to be realized by program. It can be used in engineering preview, feasibility analysis and optimization of operation scheme of pipeline laying on the sea.
【作者单位】： 哈尔滨工程大学机电工程学院;
【基金】：国家科技重大专项(Z12SJENA0014)
【分类号】：P756.2

【参考文献】

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1 李世荣;孙云;刘平;;关于Euler-Bernoulli梁几何非线性方程的讨论[J];力学与实践;2013年02期

2 马成业;黄世华;;解非线性方程组的一个改进牛顿法[J];甘肃联合大学学报(自然科学版);2009年01期

3 聂国隽,仲政;微分求积单元法在结构工程中的应用[J];力学季刊;2005年03期

4 王鑫伟;微分求积法在结构力学中的应用[J];力学进展;1995年02期

5 顾永宁;;海底管线铺管作业状态分析[J];海洋工程;1988年02期

6 黄玉盈;朱达善;;海洋管线铺设时的静力分析[J];海洋工程;1986年01期

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1 花雷;曲梁结构非线性大变形分析[D];扬州大学;2011年

【共引文献】

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3 李震;张同喜;孟凡森;许秀军;;海管S型初始铺设仿真算法[J];哈尔滨工业大学学报;2016年07期

4 王忠民;邹德志;姜全友;;弹性地基上输流管道主参数共振的主动振动控制[J];振动与冲击;2016年04期

5 汪芳宗;廖小兵;;基于微分求积法及V-变换的大规模动力系统快速数值计算方法[J];振动与冲击;2016年03期

6 昝英飞;韩端锋;袁利毫;;关于海底S型管道铺设形态分析仿真研究[J];计算机仿真;2016年02期

7 曹志刚;;基于微分求积法的钢筋混凝土梁静力分析[J];力学季刊;2015年04期

8 潘振涛;王忠民;樊丽俭;;含热参数的运动粘弹性矩形板的振动特性[J];应用力学学报;2015年05期

9 洪非;武文华;杜宇;毕祥军;;深水铺管垂弯段屈曲状态的原型监测方法[J];浙江大学学报(工学版);2015年10期

10 王晓波;梁楷;闫宏生;;深水S型铺管托管架结构的非参数化敏感性分析[J];船舶工程;2015年09期

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2 薛纭;翁德玮;;轴线存在应变时弹性杆力学的两个概念[J];力学与实践;2011年05期

3 刘延柱;薛纭;;关于弹性梁的数学模型[J];力学与实践;2011年01期

4 李清禄;李世荣;;功能梯度压杆后屈曲形态的数值计算[J];力学与实践;2010年06期

5 马成业;黄世华;;解非线性方程的一类新的迭代法[J];甘肃联合大学学报(自然科学版);2008年05期

6 郭学萍;丰静;;一类变形Newton法的收敛性[J];浙江大学学报(理学版);2006年04期

7 刘延柱;超大变形弹性细杆几何形态的拓扑描述[J];力学与实践;2004年05期

8 聂国隽,仲政;框架结构P-△效应分析的微分求积单元法[J];力学季刊;2004年02期

9 刘延柱;弹性杆基因模型的力学问题[J];力学与实践;2003年01期

10 李世荣,李忠明;压杆过屈曲分析中轴线无伸长假设的定量讨论[J];兰州大学学报;1997年04期

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6 陈贻平,兰箭,董湘怀,李志刚;正交异性变厚度圆薄板微分求积分析[J];华中理工大学学报;1999年08期

7 张纯;仲政;;基于小波微分求积法的薄板弯曲分析[J];计算力学学报;2008年06期

8 滕兆春;陈桂佳;马鹏超;;变厚度矩形板自由振动的广义微分求积法分析[J];兰州理工大学学报;2011年02期

9 王波;陈立群;;微分求积法处理轴向变速黏弹性梁混杂边界条件[J];振动与冲击;2012年05期

10 周忠斌;王永亮;;弹性平面问题的微分求积单元法研究[J];江苏航空;2008年S1期

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5 张琼;杜永峰;朱前坤;;基于微分求积法的Euler-Bernoulli梁的大变形力学行为研究[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2013年

6 杨天智;方勃;严海;;微分求积法确定轴向运动梁参数共振的稳定性[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年

7 李鹏;杨翊仁;;喷流管流动的微分求积法求解[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

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本文编号：2163053