基于全耦合模型的海上吊装作业动力响应特征研究

针对现有海上吊装模拟方法不能有效考虑浮吊船舶—系泊系统—吊物系统之间的动态耦合,难以实现基座回转、吊臂变幅连续模拟问题,基于Matlab/Simulink、ADAMS联合仿真平台建立了海上吊装作业全耦合动力分析模型,探究了中长周期波作用下波浪周期、吊缆收放、基座回转、吊臂变幅等参数变化对吊装作业系统动力响应的影响规律。结果表明,波浪周期接近吊物系统固有周期时会引发共振,导致吊物摇摆幅值显著增加。基座回转、吊臂变幅等因改变了吊物的空间位置从而引发了浮吊船舶倾覆力矩的变化,进而对浮吊船舶运动响应产生显著影响。当基座回转90°后,浮吊船舶的横倾角增加约2.74°。

基于AHP-模糊综合评价法的海上风电场施工吊装作业安全风险评价

海上风电场平台吊装作业过程极易发生安全事故。为了有效防止海上风电场吊装施工事故的发生,应用AHP-模糊综合评价法,构建海上风电场施工吊装作业安全风险因素综合评价模型。首先在综合分析海上吊装安全作业影响因素的基础上,建立4个一级指标和22个二级指标在内的海上风电场施工吊装作业风险评价指标体系,应用层次分析法确定各级指标的权重,利用模糊理论建立海上风电场吊装作业安全评价模糊数学模型,根据模糊综合安全评价模型对某海上施工项目进行评价,评价结果表明该海上风电场吊装作业评价总体结果为“较安全”,该实例验证了基于AHP-模糊综合评价分析法的海上风电场吊装作业安全评价的可行性,为加强海上风电场安全管理提供依据。

海上风机吊装作业船全船结构强度有限元分析

海上风机吊装作业船具备自航、自升、运输和起重等复合功能,是一种全新的海洋工程船。文章以其为对象,采用MSC.PATRAN软件建立全船结构有限元模型,通过对该船的运输、安装等不同作业状况的分析,确定典型计算工况,并进行典型工况下的载荷分析和计算工作,得到了全船详细应力分布、变形情况。计算分析结果可以为海上风机吊装作业船的整体强度评估、船体结构优化提供有效依据,对该类型船的设计开发也具有指导意义。

风暴自存状态下海上风电吊装作业船强度分析

海上风电安装船主要在海上风电场作业,作业工况多,风浪载荷大,风暴自存是其最危险的状态,环境载荷达到最大值。针对风暴自存状况,文章分析了海上风电安装船在此状态下的受力特点,建立了全船结构模型,对主船体及桩腿进行了结构应力水平分析,得到了在风暴自存状态下的应力分布及变形特点。对比常规工作工况,风暴自存状态下应力水平以及位移均有显著提高,特别是在桩腿与主船体连接处需进行局部加强。

海上风力发电机组塔筒安装研究

海上风电项目规划容量350MW,采用明阳智能制造的MySE5.0-166(P)海上型风力发电机组,是一种半直驱风力发电机组,轮毂中心标高100m。为规范风机吊装作业方法,加强安全文明施工,明确作业的步骤和要求,指导施工作业人员安全、高效地完成风机的安装作业,根据现场作业环境,进行施工方法的研究。海上风能资源丰富稳定,全球风电开发呈现由陆上向近海发展的趋势。风力发电原理是利用风力带动风车叶片旋转,带动发电机发电,相较于陆上风电,海上风能资源丰富稳定、且沿海地区电网容量大、 风电接入条件好,因而海上风电更具优势。海上风电产业具有技术先导性强、经济体量大和产业关联度大的特点。

海上风机吊装船全船结构强度分析

以海上风机吊装作业船为对象,采用MSC.PATRAN软件建立全船结构有限元模型;通过该船的运输、安装等不同作业状况的分析,确定典型计算工况,并进行典型工况下的载荷分析和计算工作;对该船在典型工况下的应力进行计算和分析,得到了全船详细应力分布、变形情况。计算结果可以为海上风机吊装作业船的整体强度评估、船体结构优化提供有效依据,对该类型船的设计开发也具有指导意义。

大型起重船波浪诱导吊索附加动力荷载研究

对蓝疆号起重铺管船在波浪环境下的吊索附加动力荷载进行了研究。运用三维流体动力和统计分析程序,计算了船体和起重机吊头在规则波状况下的运动传递函数和随机海况下的短期响应,推导了吊头运动激励下的吊物运动方程并计算了运动传递函数,得到了海况条件与吊物运动角加速度间的统计关系,并以此计算出波浪诱导船体运动引起的吊索附加动力荷载统计特征值;考虑各种典型的波浪条件,以及船舶吃水、吊重、吊索长度和吊臂位置等影响参数,计算出蓝疆号起重铺管船安全吊装作业的控制参数,对其在海上的吊装安全作业进行了定性和定量分析并提出了建议。文中提出的分析方法与结论适用于各种大型海上起重船的吊装作业。

四自由度绳驱动刚柔混合式波浪运动补偿机构的动力学建模

为了避免船舶过驳吊运过程中货物与甲板间的碰撞,提出一种安装在船用吊装设备的四自由度绳驱动刚柔混合式波浪补偿运动机构。首先,设计该波浪运动补偿机构的实验装置,基于螺旋理论验证该波浪运动补偿机构的可行性。然后,基于代数法建立该波浪运动补偿机构的位置正/反解模型,并推导该补偿机构结构的运动学模型,最后,基于牛顿-欧拉法建立该波浪运动补偿机构的系统动力学模型,运用仿真软件对所推导的数学模型进行验证。研究结果表明:该波浪运动补偿机构的位置正/反解的误差数量级为10-5 mm;运动学和动力学模型的MATLAB数值模拟结果与Adams虚拟样机的结果基本吻合,最大相对误差为理论值的1.6%,在可接受的范围内,表明本文提出的四自由度绳驱动刚柔混合式波浪运动补偿机构能够实现主动波浪运动补偿。

主动式升沉补偿技术研究现状和发展趋势

随着深海能源的开发,深海更加恶劣的环境使海上作业窗口期缩短,主动式升沉补偿装置可以有效解决深海作业窗口期短的问题,保障深海作业的安全,提高深海作业的效率,具有很高的经济价值。本文介绍主动式升沉补偿系统的组成及工作原理,总结主动式升沉补偿系统的响应滞后、参数时变、随机性、非线性4个技术难点,分析目前的研究思路,指出优点及其不足之处,并根据工业需求提出技术发展趋势。