波浪补偿起重机基座加强结构优化设计.pdf

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1、第23卷第4期(总第136期)船舶Vo1．23No．42012年8月SHIP&BOATAugust，2012[船舶结构]波浪补偿起重机基座加强结构优化设计周博(中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011)[摘要]采用有限元法对某船波浪补偿起重机基座下两类结构加强形式在多种工况下分别进行计算，得出波浪补偿起重机基座和甲板加强结构的应力，并对计算结果进行了对比分析，给出结构加强和改进意见。[关键词]波浪补偿起重机；基座加强；有限元分析；结构优化设计[中图分类号]U653．921[文献标志码]A[文章编号】1001—9855(2012)04—00

2、45—04StructuraloptimizationofpedestalreinforcementforwavecompensationcraneZHOUBo(MarineDesign&ResearchInstituteofChina，Shanghai200011，China)Abstract：TwokindsofstructuralreinforcementforpedestalofwavecompensationcraneunderdiferentoperationconditionsarecalculatedbyFEA，andthes

3、tressofreinforcementstructuresforpedestalofwavecompensationcraneanddeckareobtained．Theresultsarecomparedandanalyzedtoputforwardadvicesforstructuralreinforcementandimprovement．Keywords：wavecompensationcrane；pedestalreinforce；FEA；structuraloptimization0引言1波浪补偿起重机基座加强结构某型船的波浪补

4、偿起重机是对船舶因风浪产生1．1加强结构设计的上下位移具有补偿功能的作用，主要用于船舶间为确保该船圆满完成补给任务．对于波浪补偿起重机，设计中采用两类结构加强形式：第一类为加的货物补给。本机适用于3级和3级以下海况的装强形式A(图1)，主要包括波浪补偿起重机环形基卸作业。起重机主体结构主要分为底座、塔身和吊IIII臂三大部分。底座为一圆筒体，安装在甲板的连接I：：II●L。‘。一’。耳基础上。波浪补偿起重机作为该型船重要的甲板起．I：t-、-一-7，重设备，在工作时承受较大的局部载荷．并将此载荷r——·，IJ_通过基座传至甲板加强结构。因此，

5、对波浪补偿起重机基座及其相连结构以及甲板加强结构进行有限元直接计算，对保证船用设备及船体结构安全有重要意义。[。图1加强形式A[收稿日期]2011-12—07；[修回日期】2011-12—19【作者简介】周博(1982一)男，汉族，上海交通大学在读硕士，工程师，主要从事船舶结构研究设计工作。45周博：波浪补偿起重机基座加强结构优化设计2主要载荷及计算工况3许用应力2．1主要载荷按照钢质海船入级规范，各种工况下，起重设备波浪补偿起重机自重及最大载重26．8t支撑结构和基座的计算相当应力的许用值为：倾覆力矩2400kN·rn[]=O．80R。．1

6、】『=252N／ram回转力矩380kN·m式中：棚为材料屈服应力，N／ram。2．2计算工况波浪补偿起重机基座及甲板加强结构材质为工况1：方位角=Oo，起重机向船首与中纵平行；AH32。工况2：方位角／3=45。，起重机向船首与中纵成45。偏向舷外：4计算结果及分析工况3：方位角／3=90。，起重机向舷外；工况4：方位角=一45。，起重机向船首与中纵成4．1计算结果45。偏向船中：对两类加强形式用有限元方法针对五种工况分工况5：方位角口=一9O。，起重机向船中。别进行计算。他们的计算结果如表1所示。表1各种工况下圆筒基座及甲板加强结构的相当

7、应力甲板加强结构相当应力(N／mm2)工况第一类加强形式A第二类加强形式B方案A1方案A2方案A3方案B1方案B2方案B31l621631441471471692186182172169169340322921818715014554241911891771731733905228210190154155490圆筒基座结构相当应力(N]mm)．11O4969016316323921251201l4189187371318317816118018958441311271l91831844195176170155159167533甲板加强及圆筒基

8、座结构重量／t3．343．513．534．133．883．784．2应力云图甲板加强构件的应力影响较小：虽然增设肘板对圆两类加强形式应力云图见下页图6—7。筒基座本