海上风机吊装作业船全船结构强度有限元分析.pdf

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1、第16卷第1-2期2012年2月船舶力学JournalofShipMechanicsV01．16No．1—2Feb．2012文章编号：1007—7294(2012)01-0136—10海上风机吊装作业船全船结构强度有限元分析姚震球，马义猛，韩强，严周广(江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003)摘要：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

2、，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。关键词：海上风机吊装作业船；结构强度；有限元中图分类号：U661．43文献标识码：AWholehull’Sstructuralstrengthanalysisofoffshore-一一-一⋯-一windturbineinstallationvesselYA0Zhen-qiu，MAYi-meng,H

3、ANQiang,YANZhou-guang(SchoolofNavalArchitectureandOceanEng．，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjmg212003，China)Abstract：Theoffshorewindturbineinstallationvessel(OWTI)isanewtypeshipwithpropelled，jack-up，carriageandliftingfunctions．AimingatOWTIv

4、essel，itsfiniteelementmodelwasestablishedwiththeSoft—wareofMSC．PATRAN．Afteranalyzingdifferentoperatingconditionsoftransportationandinstallation，cal-culationsituationsweredeterminedandkindsofloadswereanalyzedandcalculated．Stressdistribution，de-formation

5、andstresscapacityweregottenwhensufferringavarietyofloads．TheresultshelptogenerallyaSSeSSOWTIvesselstructuresandstructuraloptimization，whichactsasareferenceinthedesignandde—velopmentofOWTIvessel．Keywords：offshorewindturbineinstallationvessel；structurals

6、trength；finiteelement1引言风电机组的安装是海上风电场建设的关键技术之一。自航自升式海上风机吊装作业船是海上风电场建设的第三代吊装工作平台，具备自航、自升、运输和起重等复合功能，将成为海上风电场建设主流装备。这种新型船舶具有升降桩腿、大起重量的吊机、较大的甲板荷载和多种作业工况；其长深比和宽深比均已超出现行规范要求，目前国内尚无专门规范可用于直接指导该船型的设计。要完成自航自升式海上风机吊装作业船结构设计并得到比较精确的变形和应力结果，应用有限元方法对整船结构强度进行分析和研究具

7、有必要性。全船有限元分析方法通过对各主要构件按其受力收稿日期：201l一10—08基金项目：江苏省科技支撑计划资助项目(BE2009118)作者简介：姚震球(1964-)，男，江苏科技大学副教授，研究方向为船舶设计，E-mail：yaozq_just@126．corn；马义猛(1987一)，男，硕士生。第l一2期姚震球等：海上风机吊装作业船全船137状况建立模型，详尽地描述船体结构细节，可以真实地表达出全船结构及其与起重座、桩腿等重要受力结构的协调关系与变化情况，从而获得比较准确的结论。本文以86m

8、自航自升式海上风机运输、吊装专用工作船为例，介绍有限元结构分析过程。分析计算工作均采用MSC．NASTRAN软件完成。2海上风机吊装作业船船型特点与结构形式2．1主要要素海上风机吊装作业船船体呈扁平箱型，平行中体较长，方艉，首部设有球鼻艏，平甲板，尾部设2台全回转桨，艏部2台侧推。其主尺度及主要参数如下：总长：86．7m垂线间长：82．2m型宽：30．0m型深：60m设计吃水：3．0m方形系数：0．85航速：8kns肋距：0．6m装载量：5MW风机×4台最大工作水深：