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移动式海上基地(Mobile+Offshore+Base-MOB)连接器动力响应研究

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模块化海上平台连接器的动力响应研究

模块化海上平台连接器的动力响应研究
［ 作者简介］ 何晓晖（９ ６ ） 男 ， １７ 一 ， 河北深泽县人 ， 解放军理工大学讲师 ， 究方 向为渡河工程 、 研 管理科学与工程及 系统工程
Ｅ—ｍ ｉ ｈ ｈｃ ＠ １ ３ ｃ ｍ ａ ：ｘ ｊｙ ６ ． ｏ ｌ
９ 中国工程科学 ８
平衡 位置 时 的 湿 面 （ 均 湿 表 面 ， 平 即物 面 ） 为 Ｓ， 记 未 受扰动 时 的静水 面 （ 均 自由表面 ） 为 Ｆ ， 部 平 记 底 边 界条 件 记 为 ， 方 条 件 记 为 Ｒ ， 图 １所 示 。 远 如 由浮体 平 均 湿 表 面 Ｓ、 自由面 Ｆ 、 部 边 界 曰和 远 底 方 控制 面 尺包 围的流 体 区 域 ， 正是 定 解 问题 的研 究 对象 。规定 流 场边 界 面 上 的 法线 以指 向域 外 为 正 ，
模块 化海上平 台是 指 由一 定规格 尺寸 的浮箱元 以一定形 式拼接 而成 的海上 浮 式 结构 ， 常可 以构 通 成 浮游栈 桥 、 驳运 门桥 、 浮游码 头 ， 洋勘探 平 台 、 海 海
ｍｏｕｅｆ ｘｂ ｏ ｎ ｃ ｒ ； 性 模 块 柔 性 连 接 器 ｄ ｌ ｌ ｉｌ ｃｎ ｅｔ ） 弹 ｅ ｅ ｏ
对 驳运 门桥 而言 ， 构 在 使用 中 自身 对 航 速要 求 就 结
不 高 ， 加上 箱体 的流 线 型 很 差 ， 时 ， 运 门 桥 的 再 同 驳
［ 关键 词 ］ 模 块 化 海 上 平 台 ； 接； ３３ ２ ［ ６ １３ ０ ５ ． 文献标识码］ Ａ ［ 文章编号］ １０ ０ ９—１４ （０ ０ １ ０ ９ ０ ７２ ２ １ ） １— ０ ８— ７
１ 前 言
波浪 中的航行 问题 。 ２ １ 有航速 速度势 的定解 条件 ．

水动力试验课程ppt-2015-试验研究课程-第二讲-试验设施

水动力试验课程ppt-2015-试验研究课程-第二讲-试验设施

船舶与海洋工程试验研究第二讲上海交通大学海洋工程国家重点实验室内容提要一、模型试验概述二、模型试验设施介绍三、国内外海洋工程水池概况四、我校海洋工程水池模型试验基础232005年秋季“卡特里娜”和“丽塔”飓风毁坏了墨西哥湾地区113座石油平台、457条油气管道。

恶劣的海洋环境是影响海洋工程设施安全性的重要因素1980年3月，北海的挪威“基兰”号石油平台被波涛吞没，死亡120多人。

模型试验研究的必要性4●海洋环境恶劣，海洋工程往往技术复杂、投资巨大、风险极高，其技术性能、安全性能和作业性能等均需要充分研究和论证。

●常用研究手段：数值模拟（Numerical Simulation ）模型试验（Model Test ）●结构有限元分析理论与软件（SESAM、NASTRAN等）均相当成熟，结构强度分析等可通过数值模拟来完成。

●在水动力性能分析方面，虽然凭借当今计算流体力学（CFD）的水平，可以进行数值模拟与计算，然而，由于计算中常引入诸多假定或经验数据，计算结果可靠度欠佳。

●因此，迄今为止，海洋工程界仍然一致认为水动力模型试验的结果最为可靠，并以此作为设计、建造浮式海洋平台的最终定夺。

●几乎任何一座浮式海洋平台的设计、建造都要进行物理模型试验。

5模型试验研究的作用●随着数值模拟技术和计算机技术的进步，模型试验研究的作用也在发生改变。

●早期，主要通过模型试验获得海洋工程结构物的水动力性能，并进行方案的优化设计。

●现在，方案设计的大量优化工作依据数值模拟结果在计算机上完成，模型试验主要用于对数值预报结果的验证，预报非线性和不可预知性的水动力特性，以及对优化设计方案技术性能的认证，并提供最直接和最可靠的性能依据。

●有时，模型试验还能够最直观地让我们发现未知现象，丰富对自然界的认识。

67FP 12.5m()原设计14.5m()更改设计原设计系泊链系泊系统支撑机构更改设计首部型线BZ25-1 FPSO 2002年~2003年挪威APL 公司委托交大进行的渤海BZ25-1 FPSO 系统工程试验研究中，发现浅水非线性水动力作用造成FPSO 运动与系泊力异常，进而部分更改了FPSO 型线和系泊系统的设计方案原设计现设计原方案试验80 0 0Time (s) 0Time (s)02001年美国SOFEC 公司委托交大进行的FPSO 系统试验研究中，发现设计方案会产生意外的波浪砰击现象。

MHC150_移动式多用途港口起重机电气设计

MHC150_移动式多用途港口起重机电气设计

MHC150移动式多用途港口起重机电气设计罗佩玉 施宇雷上海振华重工（集团）股份有限公司 上海 200125摘 要：为实现港口码头移动式多功能起重机的技术应用和发展，文中叙述了MHC150移动式港口起重机的主体机构、工作原理、供电电源选型、主机构变频驱动系统选型、PLC通讯系统、抓斗/吊钩/吊具作业模式的电气控制系统、液压系统与电气通讯接口等的设计。

该起重机实现了抓斗、吊钩、吊具集装箱的多种组合装卸功能，在起重机投资、适应性、维修费用和附属设施等方面比中小型岸边集装箱起重机和门座起重机具有更好的经济性和应用市场前景，可作为其替代产品。

关键词：移动式港口起重机；吊具；电气控制；选型；设计中图分类号：U653.921 文献标识码：B 文章编号：1001-0785（2024）06-0053-06Abstract: To drive the technology application and development of the mobile multi-purpose crane in the port terminal, the design of the main mechanism, working principle, power supply selection, frequency conversion drive system selection of the main mechanism, PLC communication system, electric control system of grab/hook/spreader operation mode, hydraulic system and electric communication interface is introduced. Port crane has a variety of combined loading and unloading functions of grab, hook and spreader containers. Compared with small and medium-sized quayside container cranes and portal cranes, it has better economy and market prospects in terms of investment, adaptability, maintenance costs and ancillary facilities, and can be used as a substitute product.Keywords:mobile port crane; spreader; electrical control; type selection; design0 引言移动式港口起重机是一种广泛应用于港口集装箱、杂货及散货等吊运的可方便转场的多用途起重设备。

概述海上钻井平台的动力定位系统

概述海上钻井平台的动力定位系统

概述海上钻井平台的动力定位系统动力定位（Dynamic Positioning）系统已经广泛应用于海洋作业船、海洋科考船、深海半潜式钻井平台以及为钻井平台服务的穿梭油轮、储油加工等船舶，目前建造的海洋工程船如风车安装船、穿梭油轮、MPF1000FDPSO和半潜式钻井平台如Sevan650、GM4000等都装备了动力定位系统，这些船根据用途装备的动力定位设备等级不同，因此设备的配置和入级标志也不同，下面作个简单的介绍。

1 动力定位功能及系统组成1.1 动力定位功能动力定位（以下简称DP）是完全依靠推进力方式而不是锚泊方式保持船位（固定位置或预定航线）。

其基本工作原理是利用计算机对接收的卫星定位信号（DGPS）、环境参数（风、浪、流）以及船舶传感器输入的船舶位置信号，自动地与计算机中模拟的预定船位进行比较，推算出保持这一位置需要的各推进器的推力、速度和方向，自动控制推进器工作。

反复地进行比较判断计算和执行控制，使船舶在规定的环境条件下，位置保持在精度允许的范围内。

1.2 DP系统组成DP主要有3大系统组成：电力系统；控制系统；推进系统。

1.2.1 DP电力系统：发电机组；配电系统；功率管理系统。

1.2.2 DP控制系统：计算机及自动控制系统；独立操纵杆系统（手动控制）；传感器系统[电罗经、移动参照传感器（MRU）、风向风速传感器]；位置参照系统[卫星参照系统GPS、激光参照系统（Laser）、雷达参照系统、无线电参照系统、水声参照系统、张紧索参照系统（Tautwire）]。

2 DP设备等级国际海事组织（IMO）通过的《海上移动式钻井平台构造和设备规则1989修正案》中详细地规定了DP设备等级，其文Msc./Cire.645《采用动力定位系统船舶导则》中规定了DP系统的设备等级分别为3级，即：Class1、Class2、Class3（为叙述方便，本文用DP1、DP2、DP3代表3个动力定位设备等级）。

半潜式超大型浮式结构水动力系数研究_李青美

半潜式超大型浮式结构水动力系数研究_李青美

Abstract ： This paper investigates the hydrodynamic coefficients of semisubmersible type very large floating structures． Some simplified formulas about structural mass，added mass and static resilience coefficients in D’ Alembert dynamic equations of moblie offshore base （ MOB） single module motion were derived． A 3module semisubmersible type structure at sea state 6 （ SS6） was performed as a case study，and different incident angles of wave were considered． The solved results about the added mass and static resilience coefficients of module 1（ M 1 ） were shown in this paper， and the values were quite similar with the conclusions of other references． The correctness， feasibility and rationality of theoretical formulas of each hydrodynamic coefficient could be verified，and it can provide the simplified method for calculating the hydrodynamic response of very large floating structures． Keywords： semisubmersible type； very large floating structures； dynamic response analysis； hydrodynamic coefficients； mobile offshore base

国际通岸接头

国际通岸接头

国际通岸接头的分类与标准
• 国际通岸接头根据不同的分类标准，可以分为以下几类： • 按连接介质分类：液体通岸接头、气体通岸接头 • 按连接方式分类：法兰式通岸接头、螺纹式通岸接头、快速接头等 • 按使用场景分类：船舶通岸接头、港口通岸接头、石油化工通岸接头等
• 国际通岸接头的设计和制造需要遵循相关的国际标准和规范，如API、ISO、EN等，以确保产品的质量和性能 。
送。
• 实现船舶与岸上设施之间的快速、安 全、可靠的连接 • 减少泄漏、溢出等安全隐患，保护环 境和公共安全 • 适应各种气候和环境条件，保证长期 稳定运行
国际通岸接头的功能主要包括：
• 连接和断开船舶与岸上设施之间的管 道 • 调节和控制系统内的压力、流量和温 度等参数 • 监测系统运行状态，及时发现并处理 故障
国际通岸接头的故障处理方法主要包括：
• 更换损坏部件：对于磨损、老化、损坏的部件，及时更换 • 紧固连接：对于松动、泄漏的接头，进行紧固和密封处理 • 维修保养：对于长期运行的接头，进行定期维修和保养，保证正常运行
04
国际通岸接头的安全与环保
国际通岸接头的安全性能要求与评估
国际通岸接头的安全性能要求主要包括：
• 碳钢：具有良好的力学性能和耐腐蚀 性能，适用于一般工况 • 不锈钢：具有良好的耐腐蚀性能，适 用于腐蚀性较强的环境 • 铝合金：具有良好的耐腐蚀性能和质 量轻的特点，适用于船舶和海洋工程
国际通岸接头的制造工艺主要包括：
• 铸造：适用于形状复杂、壁厚较大的 产品 • 锻造：提高材料的性能和可靠性，适 用于高压、高温等工况 • 焊接：连接不同的部件，保证产品的 密封性能
国际通岸接头的质量检测与认证
国际通岸接头的质量检测包括：

吊舱式海事公务船液压推进系统

吊舱式海事公务船液压推进系统吊舱式海事公务船是一种用于海上公务和救援的多功能船只，其液压推进系统是其关键部件之一。

该系统通过液压力将液压油转换成机械动力，从而推进船只移动，使船只在海面上行驶。

该系统主要由电动泵站、液压缸、推进器、舵机和阀门组成。

当操纵杆转动时，传感器将信息传送到控制系统，控制系统再指派各个部件进行相应的行动。

电动泵站是该系统的核心部分。

其将液压油压入液压缸和推进器，产生动力推进船只行驶。

液压缸为船只提供主要推动力，推进器则负责船只的方向控制。

舵机通过压力控制舵船的转向，使其按照指定的航线行驶。

阀门也是该系统的重要部分之一。

通过开关掌控着液压油的流动方向和流速，从而保证船只的稳定性和行驶安全性。

这些阀门能够快速响应电子信号控制液压油的流动情况，实现与船员输入指令的同步性。

该系统使用液压驱动，通过液压作用力将液压油转换为机械动力，并传递给船只的传动系统，进行相应的推进和转向动作。

其优点是稳定可靠、精度高、承载力大、节能环保等，同时也具备可靠的自我保护功能。

该系统结构紧凑、操作方便、使用寿命长，广泛应用于海务管理、海域安全保障、灾害救援等公务领域。

总之，吊舱式海事公务船的液压推进系统是其最重要的关键部件之一，通过控制液压油流动方向和液压油压力，实现船只行驶和方向控制。

通过不断优化技术，该系统将在海事公务船的发展中扮演越来越重要的角色。

相关数据包括吊舱式海事公务船的船体尺寸、推进力、航速、载重量等，以及其液压推进系统的技术参数包括电动泵站的功率、液压油的流量与压力等。

下面为具体数据和分析：1.船体尺寸：一般吊舱式海事公务船的船长在15~40米之间，宽度在4~10米之间，深度在2~6米之间，并根据需要设计吊舱和起重设备等。

2.推进力：吊舱式海事公务船的推进力一般在5~20吨之间，其中液压推进系统提供的推进力一般占船只推进力的90%以上。

3.航速：航速一般在20~30节之间，该速度要求较高的推进性能支持，体现了液压推进系统在海事公务中的重要性。

多模块MOB连接器动力特性研究

多模块MOB连接器动力特性研究张波;陈倩清;赵春慧【摘要】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.%Based on the rigid module flexible connector (RMFC) model and the potential flow theory,the three-dimensional hydro dynamic response of 7 mobile semi submersible mobile offshore base (MOB) is calculated,considering interaction between modules.The connector loads are calculated in the frequency domain under the regular wave and irregular wave load cases,and we also compare the connectors' loads under different connector stiffness.The numerical results show that the wave direction,wave frequency,connector stiffness and sea conditions have obvious influence on the connector load.The calculation method and results of this paper can provide theoretical basis for the design of the connector of very large floating structure(VLFS).【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】6页(P77-81,87)【关键词】海上移动基地;多浮体;连接器载荷;连接器刚度【作者】张波;陈倩清;赵春慧【作者单位】浙江国际海运职业技术学院,浙江舟山316021;浙江国际海运职业技术学院,浙江舟山316021;浙江海洋大学,浙江舟山316022【正文语种】中文【中图分类】U661.43目前，VLFS（即超大型海洋浮式结构物）已成为各个海洋开发大国的热门研究方向。

中国首个港口移动式岸基船用供电系统正式启动


装 箱 、 检 验 、 理 货 、 加 工 、 流 通 、仓 储 、 配 送 等 产 业 。 交 使船 舶保 持或提 高速 度， 同时节省 燃料 以及减 少二 氧化碳 和氮 通 运 输 部 规 划研 究 院水 运 所 副 所 长 沈 益 华 认 为 ，可 以围 绕 小 氧化 物 的排放 。 洋 山岛 北 侧 ，发 展 污 水 处 理 、 废 物 利 用 、机 电修 理 等 港 口服
料 发 电带来 的污 染物 和含 碳 物质 排放 量惊 人 。上 港集 团和 中 国 海运 联合 研 究开 发 的移动 式 岸基船 用 变频 变压 供 电系统 ，解决 了中国港 口实现 岸基供 电 的难 题 。 据 统计 ，如该项 科技成果推 广至全 国港 口，以１ ０ １级 以上 ０ ０￣ ］ 的各类 船舶在我 国港 口靠 泊装卸物 期间消耗 的燃油统计 ，每年相
臼 地将造平公新 陆 洋港再１方里 山 ３
围垦形 成 １ 平 方公 里 的新 陆地 ，未来 将是 集 装箱综 合物 流产 业 ３
１工程 。马迹 山港 区年吞 吐量 将达 ￣ ３ ０ 万 吨 以上 ，重点 开发 ３ Ｊ０ ０
供 了电源管理 、辅 助机械 控制 、压载／ 监控 和控 制 以及 货物 掩体 监 测和 控制功 能 。 新 的燃料节 省应 用可 以在 以下三个 方面扩 大
Ｏ ３ 根 据 协 定 ， 上 报 告显示 ，在全 球货 物吞 吐量排 名前 １ 大港 １中 ，中国稳 占８
港 集 团 和 中 国 席 ，上海 港继续 保持 全球第 一大 港的位 置 。海运船 队１０ ￣， ． Ｚ ２ 载
． ％ 海 运 将 对 船 舶 重 吨，保持 世界 第 四， 占世 界船 队比重 为８３ 。
目、 ＬＮ Ｇ二期项 目、申港 石油 储运 的二期与三期 项 目等后 续港 能，它能够提供格式化的数据来纠正行动。

模块化海上平台连接器的动力响应研究


（ 可以自带动力 ， 也可借助外力如 拖 船等 ） ， 因而 数 值计算中该问题属于有航速浮体在波浪中的摇荡问 分方程中水线积分项难以处理 ， 使得该问题的求解 题 。 由于有航速频域格林函数计算的复杂性以及积 十分困难 ，为此 ，引入了 “ 高频低速 ” 的假设 ， 利用无
文章研究中以驳运门桥这一典型的浮式结构为研究
（０， n ３ ， －n ２ ） ； ρ ＝
（ n ４ ，n ５ ，n ６ ） ； （ m １ ，m ２ ， m ３ ） ＝ ０ ； （ m ４ ，m ５ ，m ６ ） ＝ x ＋y ＋z ；波数 k ＝ω ／ g；
２ ２ ２ ２
r 为相对重心 G 的矢径 ； n ＝（ n １ ，n ２ ，n ３ ） ； r ×n ＝
2 计算方法
对象 。 重点研究驳运门桥连接器的动力响应问题 。
航速格林函数加上关于航速的修正项来研究浮体在 2． 1 有航速速度势的定解条件 波浪中的航行问题 。
ｍｏｄｕｌｅ ｒｉｇｉｄ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ） ；刚性模块柔性连接器 （ ｒｉｇｉｄ
［ 收 稿 日 期 ］ ２０１０ － ０７ － １６
［３］ ［ ２］
速度势应满足的完整的定解条件 。 当前 ， 对该问题
式 （１） 构成了频域内有航速浮体运动流场辐射
和纵摇构成一组耦合的方程组 ；横荡 、横摇和首摇构 成一组耦合的方程组 。 对于细长的浮体 ， 又可把纵 ¨ B １１ η 痹＝ F １ · ｅ i ωt m ＋A１１ η＋ （６）
林函数或加上关于航速的修正项来研究浮体在波浪 了大量研究工作 ， 提出了 “ 高频低 速 ” 的假 设 ， 并 得 所谓 “ 高频低速 ” 假设是指 ， 在波浪频率比较高 。 做
２
（１３）
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I
摘要
之间的关系 为 ＭＯＢ 的设计提供了有价值的参考 为了验证数值计算方法的正确性 在国内首次成功地进行了 ＭＯＢ 连 接器动力响应试验研究 试验获得了成功 试验结果与数值计算结果吻合 较好 不仅为 MOB 动力响应的试验研究积累了宝贵的数据和经验 而且 为理论研究提供了可靠的验证方法 采用 FMFC 模型将 MOB 模块的弹性变形记入 采用水弹性力学对 MOB 连接器动力特性进行研究 并将计算结果与采用 ＲＭＦＣ 模型计算的 结果进行比较 作者所做的主要工作和结论如下 1. 首先对浮体结构动力学和基本理论作了简要回顾 然后对多刚体柔性 连接结构动力响应理论进行描述 给出了多刚体运动理论的基本方程 并将多刚体隔离计算理论应用于 ＲＭＦＣ 模型 建立 ＲＭＦＣ 模型系统运动方 程和连接器受力方程 结合三维势流理论获得模块的水动力结果 代入 系统运动方程 获得模块的运动和连接器载荷结果 2. 在吴有生院士提供的三维水弹性程序基础上 编制了 RMFC 模型连接 器动力响应的计算程序 在此基础上对多模块间相互作用力对连接器动 力特性的影响进行详细的分析 本文分析了 8 个浪向和 9 种连接器刚度 下 采用考虑模块间相互作用力和不考虑模块间相互作用力两种计算方 法得到的 MOB 模块和连接器载荷响应 在浪向角较大时 不考虑模块间 的相互作用和考虑模块间相互作用两种计算方法对连接器载荷的影响较 小 但是浪向角变小尤其在顶浪时 这两种计算方法的结果有很大差别 当波浪频率较小时 模块间相互作用比较明显 通过对 ＲＭＦＣ 在北太平洋 开敞海面下的不规则海况中的短期预报分析还可以看出对于不同的连接 器刚度来说 模块间相互作用力对模块连接器载荷的影响程度不同 对 于处于北太平洋开敞海面 6 级海况下的 MOB 来说 模块间的相互作用力 在浪向角较小时体现较为明显 此时 考虑模块间相互作用力计算出的 连接器载荷比不考虑模块间相互作用力的计算结果略大 本文还分析了 在考虑模块间相互作用力前提下 MOB 各模块的水动力系数和波浪激励 力 多模块间的相互作用力对模块的横荡 垂荡 横摇 纵摇和首摇方 向的附加质量影响不大 但是对纵荡的影响较为明显 模块间相互作用 力对邻近模块间的相互耦合诱导的水动力影响较为明显 当浪向角越小 时 各模块间波浪激励力差别越明显 当浪向角越大时 各模块的波浪
摘 要
移动式海上基地 ＭＯＢ 是指一种漂浮在近海或公海上的多用途供给 基地 它由一些装有自推进装置的半潜式模块通过连接器相连组成 能 为货运机以及直升飞机提供起降 导航 维护和军需品供给等服务 不 同于尺度以百米计的船舶或其他的海洋工程结构物 ＭＯＢ 的尺度以公里计 算 它是人类史上最大的海洋浮动结构物 如果 ＭＯＢ 各模块刚性相连的 话 其连接器最大垂向弯矩将高达 ５２，９５０Ｍ．Ｎ．ｍ ［６］．显然 解决这一问题的 办法就是采用柔性连接器 允许模块间的某些相对运动 从理论上来说 允许模块间的某些相对运动可以减小结构载荷 但是模块间过大的相对 运动将使得飞行甲板歪曲和不连续 因而 目前在 ＭＯＢ 概念设计时所存 在的一些关键技术中 模块间的连接系统的技术问题成为重中之重 精 确地计算不同连接方式下的连接器动力特性成为连接系统构件设计的关 键 基于以上原因 本文对移动离岸基地 ＭＯＢ 连接器动力特性进行研究 计算采用两种模型来模拟 ＭＯＢ 即刚性模块柔性连接器 Rigid Module Flexible Connector RMFC 模型和柔性模块柔性连接器 Flexible Module Flexible Connector FMFC 模型 本文在国内首次将多刚体运动理论与三维势流理论相结合 推导了 ＲＭＦＣ 模型的连接器动力响应分析的理论和方法 在吴有生院士提供的三 维水弹性程序基础上 编制了 RMFC 模型连接器动力响应的计算程序 国际上鲜有关于 MOB 模块间相互作用力对连接器动力响应影响分 析的文献 本文分析了不同连接器刚度 浪向角和海况对 ＭＯＢ 的 ＲＭＦＣ 模 型连接器动力响应的影响 在研究中考虑了模块间的相互影响以及连接 器的实际长度 得到了连接器动力响应与连接器刚度 浪向角以及海况
但当连接器刚度继续增加直至铰接状态的时候
三个方向的最大载荷变化很小 且趋于一致 所以在 MOB 的初步设 必须选择合适的连接器刚度 以避免出现过大的连接器无法 承受的载荷 为了兼顾 MOB 的整体一致性 要求 MOB 各模块的运 动较小 以使 MOB 的一些功能顺利实现 在选择连接器刚度时 不 能仅以连接器载荷作为选择标准 接器刚度也不可取 2 MOB 连接器载荷对浪向角的变化也极为敏感 研究表明 当浪向角 增大时 各连接器纵向载荷幅值相差较大 当浪向角较大时 与中 间模块 M3 相连的连接器的纵向载荷将大于其它连接器纵向载荷 这 是由于 M3 的首摇运动与其相邻模块的运动幅值相差较大 当浪向角 增加时 各连接器载荷幅值相差增大 各模块间相对运动也随之增 但是 加 这样 MOB 飞行甲板将很难保证整体一致性 对于不同的连接器 刚度来说 连接器三个方向最大载荷所对应的浪向角不一样
IV
上海交通大学博士学位论文
STUDY ON DYNAMIC RESPONSES OF CONNECTORS OF MOBILE OFFSHORE BASE ABSTRACT
A Mobile Offshore Base (MOB) is a multi-purpose logistics base, which can be stationed in coastal or international waters. It consists of multiple self-propelled semi-submersible modules connected by the connectors and allows for conventional takeoff and landing operations, navigation and maintenance of cargo transporters and helicopters, and military logistics. Different from other offshore floating structures, a MOB is kilometers in length, which is the largest offshore floating structure in human history. The obvious way to solve the problem is to divide the hull into modules and allow some relative motion between them. In theory, this compliance to the sea surface reduces the overall structural loads, but too much relative motion between the modules may result in a flight deck that is not adequately straight, continuous and level. Due to the large dimensions and military purpose of the MOB, there are many new problems arisen during the design of the MOB. In the conceptual design of the MOB, the dynamic responses of the inter-module connectors should be paid more attention as the tremendous loads occurred in the connectors. Among the technologies of the MOB, the connection system design is the key problem. To calculate the dynamic characteristics of the connectors of different connection types is the key stage of the connection system design. Thus this thesis is focused on the study of the MOB connector. Two calculation models are assumed to simulate the MOB which are the RMFC model (Rigid Module Flexible Connector) and FMFC model (Flexible
II
上海交通大学博士学位ห้องสมุดไป่ตู้文
激励力趋于相近 这些数据更加证明了在 MOB 计算时 需要考虑模块间 相互作用力 当在浪向角小于 45 尤其顶浪时更是如此 3. 本文研究了不同连接器刚度 浪向角和海况对连接器动力特性的影响 在考虑模块间相互作用力的前提下 以 RMFC 模型为计算对象 分别计 算了 MOB 在 13 种连接器刚度 8 个浪向角时 MOB 各模块的运动以及连 接器载荷响应以及北太平洋开敞海面的 5 种海况下模块运动和连接器载 荷的短期预报结果 1 连接器载荷对接器刚度变化较为敏感 对于不同的连接器刚度 相 对应的连接器最大载荷值也不相同 个方向的载荷大很多 急剧增加 计时 且连接器的纵向载荷比其他两 连接器载荷将会 连接器 在某段连接器刚度范围内
III
摘要
以得到
随着海况的增加
连接器载荷也不断增加 连接器载荷非常大
当 ＭＯＢ 处于 ７
级海况或者更高海情时 级海况时脱开连接连
因此 建议 ＭＯＢ 在 ７
同时在连接器的设计中必须考虑到较大连接
器载荷所处的频率段与所选海况能量集中的频率段之间的关系 应 该尽量避免两个频率段相近从而出现较大的连接器载荷 4. 为了验证计算方法 在缺乏相关经验和参考资料的条件下 本文依托 上海交通大学海洋工程国家重点实验室在国内首次完成了 MOB 连接器 动力响应的试验研究 获得了宝贵的试验数据和经验 为超大型浮体结 构连接器动力响应的试验研究提供了借鉴 该试验采用刚性模块柔性连 接的模型 缩尺比为 1:100 试验模型精心设计 试验方法先进 尤其是 连接器模型设计新颖 为连接结构的模型设计提供了一种新型方案 试 验结果与数值计算结果吻合较好 证明了本文采用 RMFC 模型的理论方 法可以用于预报 MOB 的模块运动以及连接器动力响应 5. 本文还采用 FMFC 模型, 记入 MOB 各模块的弹性变形 用三维水 弹性力学理论计算了 MOB 的弹性变形以及连接器载荷响应 通过对 几种不同连接器刚度和不同模块刚度所对应的 MOB 连接器载荷的比 较得出 采用 FMFC 模型计算所得的 MOB 结构变形与采用 RMFC 模 型计算出的结构变形结果变化规律相似 幅值相近 连接器响应规律 相同 但是幅值有差异 原因可能是由于局部结构 如与连接器相连 的甲板结构 的变形不合理 从而导致连接器载荷计算产生误差 目 前我国尚未进入 MOB 的实际设计阶段 且本文是对 MOB 连接器动力 特性的机理性研究 不可能对如此庞大的结构进行详细的设计 另外 还有可能由于计算精度以及程序适用性等综合因素也可产生此现象 这一工作有待进一步深入研究 关键词 移动式海上基地 动力响应 相互作用 连接器载荷 试验