起重船用高强钢大厚板焊接残余应力的试验研究

以某型起重船结构为研究对象,采用焊接后热作为焊接残余应力消除措施,研究结构的残余应力情况及消除措施的有效性。首先采用焊态和经过焊接后热的两组试板进行焊接残余应力检测并对比,结果表明焊态的试板焊接纵向残余应力最高达552.5 MPa,接近材料的屈服强度;经后热的试板纵向残余应力最大为385.3MPa,与焊态相比降低了167.2 MPa,下降约30%;同时获取了残余应力分布情况。进一步对起重船导向基座结构的焊缝进行后热并进行应力检测,其纵向焊接残余应力最大值为310.8 MPa,远低于母材屈服强度。本文研究表明:起重船高强钢大厚板在焊态时焊接残余应力较大,需采取措施消除残余应力;采用焊接后热可以大幅降低高强钢大厚板的焊接残余应力水平,焊接后热具有较好的经济性和操作便捷性,在起重船建造过程中建议考虑对大厚板焊缝进行后热以消除焊接残余应力消除。

基于无基准动态位移监测的江苏某高桩码头变位特征与安全预警

高桩码头服役环境复杂,船舶与门机等可变荷载作用下结构变位安全问题突出。然而,高桩码头通常不具备参照基准,且在离岸严苛条件下服役是常态,动态位移监测成为挑战。采用码头无基准动态位移监测技术,对江苏某高桩码头进行实时位移监测。详细分析门机作业和船舶撞击条件下码头位移响应规律,基于码头适用性、安全性提出该码头的两级预警指标。结合数值仿真计算,提出该码头不同吨级船舶靠泊建议。研究表明:门机的作业位置是影响码头位移响应大小的直接因素。码头第一结构段在船舶撞击作用下,因引桥等边界条件的影响,导致A_(2)监测点的位移响应在X、Y方向上均较大。一级预警指标由码头主要荷载作用组合的最大值推算,位移响应值为15.39 mm。二级预警指标由混凝土抗拉极限应力值为评判标准,位移响应值为19.14 mm。相应地,1万吨级船舶靠泊时法向速度不应超过0.19 m/s, 5 000吨级船舶靠泊时法向速度不应超过0.22 m/s。

三自由度绳驱动波浪补偿装置的动力学建模与振动特性分析

受波浪运动的影响,在使用起重机进行海上补给作业的过程中,吊具容易产生不良运动,严重影响了补给作业的效率和安全性。为实现船用起重机在横摇、纵摇和升沉方向上的波浪补偿功能,提出了一种三自由度绳驱动波浪补偿装置;首先,考虑到不均匀装载工况,基于Newton-Euler法建立了补偿装置的动力学模型,并通过Adams虚拟样机仿真验证了数学模型的正确性;其次,对不均匀装载工况下的绳索张力分布情况进行分析,得到了吊具重心位置的危险分布区域;再次,采用特征值法求解补偿装置的一阶固有频率,得到了载荷质量、绳索刚度以及吊具位姿对补偿装置一阶固有频率的影响规律;最后,在理论分析的基础上,通过试验验证了补偿方案的可行性,并证明了数学模型的正确性。

基于粒子群算法的船用起重机防摆装置结构优化设计

船用起重机在海上作业时因风浪引起吊重摆动导致作业风险较高,需要对起重机加装相应的防摆装置,而在起重机上加装防摆装置会增加起重机负荷影响工作效率,因此需要对船用起重机防摆装置结构进行轻量化设计。针对船用起重机防摆装置,以装置结构重量最小作为优化目标建立结构优化数学模型。使用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)对船用起重机防摆装置进行结构优化设计并对算法参数进行改进。经过优化后,结构总重量较优化前降低了28.64%。对优化过程和结果的分析表明,与结构优化中常用的遗传算法进行比较,PSO算法相比遗传算法可以快速收敛到全局最优解,求解精度高且算法运行稳定,优化后效果满足工程实际应用的需求。验证了PSO算法在船用起重机防摆装置结构优化设计中具有可行性和有效性。

船用起重机多绳系统同步运动控制策略

针对船用起重机在进行起升、变幅动作及受到外部扰动时,船用起重机多绳系统的减摇索之间无法实现同步运动的问题。首先建立了船用起重机多绳系统的运动学和动力学模型,接着提出了模糊PID(proportional,integral,derivative)控制策略,最后采用MATLAB/Simulink软件进行仿真分析。结果表明:在模糊PID控制策略下,多绳系统期望绳长与实际绳长的误差逐渐趋向于零,期望绳长速度与实际绳长速度的误差逐渐趋向于零,相比于传统的PID控制效果,模糊PID控制策略具有更高的鲁棒性。

通过220 kV输电线路时船只吊臂顶端三维电场仿真分析

船只经过跨河输电线路时引起线路跳闸停运事故时有发生,这严重影响电网的安全可靠运行。为了确保船只安全通过跨航道输电线路,研究船只通过输电线路下方时吊臂顶端电场情况是很有必要的。利用有限元分析软件建立仿真模型,分析不同吊臂形状、吊臂长度和位置的船只通过220 kV输电线路正下方时吊臂顶端电场情况。仿真结果表明,吊臂的存在对船只吊臂顶端电场畸变有一定的影响,吊臂宽度越窄、长度越长、船只距离输电线路弧垂最低点越近,吊臂顶端电场最大值和平均场强越大。研究结果对校核跨航道输电线路放电的安全距离裕度具有指导意义。

基于激光与视觉融合的船舶扫描和吊具防撞系统及方法

为解决岸边集装箱起重机在船舶上方作业时,由于司机操作以及潮汐、大风等环境因素对作业安全产生影响的问题,文中提出了一种基于激光和视觉融合的船舶扫描和吊具防撞系统及方法,通过激光扫描和视觉采集,对岸边集装箱起重机下的船舶轮廓进行完整扫描与识别,满足船舶的纵向位移、船舶上船槽及集装箱锁孔的精确定位,精确测量岸边集装箱起重机吊具的高度值和小车的位置信息,实现集装箱海陆侧软着陆,有助于提高岸边集装箱起重机的自动化效率。

岸边集装箱起重机装卸船最优工作路径

岸边集装箱起重机在设计和装卸船时,在保持设备结构和作业环境不改变的情况下可采用图表法找到装卸船的最优路径。文中将路径进行准确的分解,分解后的路径简单直观。最优路径给自动化提供准确程序,对司机作业过程各机构动作的变化提供准确而有利的指导,提高码头的生产率。为码头泊位上岸边集装箱起重机数量的规划提供准确的数据支持。

一种大型港口起重机整机滚装方式装卸船方案

大型港口起重机设备在制造厂及用户码头具备条件的情况下,通常在制造厂完成绝大部分的安装及调试工作后,采用整体滚装方式进行装船、卸船。结合工程实践,给出了一种大型港口起重机整机滚装方式装卸船方案,介绍了船舶选择、施工过程及其关键技术要点。

考虑场桥调度的集装箱码头船舶配载研究

为了提高码头配载作业效率,对集装箱码头的场桥调度船舶配载问题进行了研究。结合船舶预配总图、岸桥作业计划和堆场堆存情况,建立了目标为堆场翻箱量最少和场桥箱区间移动时间最短的混合整数规划模型;利用CPLEX对小规模数据模型进行求解,检验了模型的准确性;针对中、大规模问题,设计了一种基于嵌套循环的禁忌搜索算法(NLTS)来寻找解,并与禁忌搜索算法进行对比。研究结果表明:NLTS算法优化效果和运算速度均优于禁忌搜索算法,且优化模型能有效地减少场桥移动时间和翻箱量。

船舶噪声对越冬白头鹤的行为影响分析

为研究船舶噪声对白头鹤行为的影响,设置环境背景噪声,60,65,70,75,80,85,90,95 dB(A)9个噪声声强梯度,以及150~250 m、250~350 m和350~450 m 3个距离段,采用噪声录制-回放法模拟船舶噪声对白头鹤正常栖息活动、警戒和飞行行为的影响。试验结果表明:白头鹤在距声源150~250 m(选取194 m)时,随着噪声增强,正常栖息活动行为比例降低,警戒和飞行行为比例增加;距声源250~350 m(选取317 m)时,随着噪声增强,正常栖息活动行为比例略有降低,警戒和飞行行为比例有所增加;距声源350~450 m(选取380 m)时,当船舶噪声大于70 dB(A)时,源强增加对白头鹤的正常栖息活动产生干扰影响,白头鹤警戒和飞行行为增加。试验研究结果可为白头鹤保护和湖泊通航管理提供一定理论基础,但在反映船舶通航对白头鹤行为的影响方面还存在一定的局限性。建议在船舶试通航期间,进一步深入开展原位试验,分析多因子复合作用对白头鹤行为的影响,为菜子湖通航管理和白头鹤种群保护提供决策依据。

考虑直接转运的泊位与岸桥集成调度优化

为了降低集装箱船舶在码头停留的时间,在码头岸桥动态分配的工况条件下,基于集装箱直接转运作业模式,将岸桥移动约束、作业安全距离等因素纳入考虑,构建了以最小化集装箱作业成本为目标的泊位和岸桥集成调度优化模型,并采用了改进的遗传算法对集成优化模型进行求解。算例分析结果表明,在假定的条件下,使用该优化模型能够减少集装箱作业时间、提高岸桥的利用率;采用对比文献的船期表数据,集装箱总作业时间为2982min,与对比文献相比,减少了88min。

船舶与履带式起重机组合式水上钢栈桥吊装施工技术研究

钢栈桥施工中水上吊装作业任务繁重,其安全性受到广泛关注。传统的钓鱼法施工受限于工作面的制约,无法多点开展施工;而采用起重船施工成本较高。结合具体工程,论文介绍采用船舶与履带式起重机进行合理组合的方式开展水上吊装施工,重点阐述船舶与履带式起重机组合式施工的原理与设计,并分析水上吊装施工工艺,提出施工安全管理技术措施。

高精度、低能耗波浪补偿液压系统在海洋船舶起重机的应用

波浪补偿液压系统通过波浪位移姿态传感装置(Motion Reference Unit,MRU)检测船体的上下位移量,同比例转化为海浪的大小,通过PLC计算输出起重机臂架机构沉降速度,并控制绞车钢丝绳的收放量。海洋船舶起重机是大型海洋工程装备,做好海洋船舶起重机控制系统是确保其安全性能的关键举措。基于海洋船舶起重机控制原理,提出高精度、低能耗波浪补偿液压系统在海洋船舶起重机的应用设计方案,并将该系统应用到大型智能化250 t海洋船舶起重机项目中,通过实证研究表明,海洋船舶起重机的高精度、低能耗波浪补偿液压系统有效提高了海上恶劣工况下的船到船、船到岸货物吊装及风电安装、海底勘探、深海下潜作业的安全稳定性。

一起220 kV架空线路水面外力破坏分析

在穿越电力设施保护区时,浮吊船等水面作业单元同带电导线应保持足够的安全距离。阐述一起浮吊船扬臂穿越导致的220 kV架空线路外力破坏事件。通过了解事件经过剖析物防、安防和人防等防范措施存在的问题,总结事件教训,提出安全警示标识、涉电固定工地邻水安全管控、促进海事执法机构对水面航道安全管理等措施,避免类似事故再次发生,共同改进高压架空线路穿越水域航道塔段的电力设施保护工作。

基于激光扫描的岸边集装箱起重机船体离梆监测系统

船舶离梆是集装箱码头装卸作业中的重要安全隐患。基于二维激光扫描技术,设计了一套岸边集装箱起重机船体离梆监测系统。该系统利用激光扫描仪实时获取正在岸边装卸作业的集装箱货轮的垂直截面轮廓,计算出船体的整体倾斜角或整体平移量,如果大于预设值,即发出船体离梆报警信号,提醒相关人员及时采取安全防范措施。经实船测试验证,该系统具有有效性。

船型扫描系统在岸边集装箱起重机自动化改造中的应用

文章介绍了船型扫描系统在岸边集装箱起重机自动化改造中的应用,分析了改造中该系统的硬件选取安装、软件配置以及船型扫描系统与自动化主系统对接的关键技术,实现了吊具的自动化行走和软着陆功能,提高了岸边集装箱起重机自动化运行的装卸效率、安全性和稳定性。

某铝合金工程船液压伸缩折臂吊机基座强度分析

以某铝合金船体结构的工程船为例,采用有限元方法对该船的全回转液压伸缩折臂吊机基座及其附近加强结构建立模型,并依据BV船级社规范NR526的要求对该吊机的基座及周围加强结构进行强度分析.结果显示,在各种工况下,吊机基座及其周围结构的屈服强度都满足BV船级社的规范要求.在此基础上总结了结构优化的方法,为该类型基座及其加强结构的设计和优化提供参考.

岸边集装箱起重机前大梁校正工艺与质量控制

前大梁校正质量控制是岸边集装箱起重机(简称岸桥)监理过程中的重中之重。本文从研究岸桥前大梁火焰校正的原理、特点和变形规律出发,由此确定加热位置、加热区域和加热温度等,对制定前大梁火焰校正工艺和质量控制具有指导意义。文章通过前大梁监理过程中火焰校正的典型实例加以分析介绍,为其结构拱度、旁弯、平整度的变形校正提供借鉴和参考。

散货码头便携式船舶舱口监控系统

门座起重机在船舶清舱作业时,驾驶员视线容易被船体和舱口遮挡,不能看清船舱内的细节情况,舱底是门机驾驶员的视线盲区,存在重大安全隐患。为实现在装卸作业过程中对船舶舱内的安全监控,研发了一种便携式的船舶舱口监控系统。该系统在作业时安装在船舶舱口,利用摄像头代替人眼,司机可以全方位的查看舱内货物、机械情况,减少盲区,提高装卸效率和作业现场的安全水平。