规则波作用下起重船吊重动力学仿真

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1、规则波作用下起重船吊重动力学仿真——王学林尤心一胡于进规则波作用下起重船吊重动力学仿真王学林尤心一胡于进华中科技大学，武汉，480074摘要：在考虑吊重空间摆动和船体运动的耦合以及流体动力学效应、波浪力、锚索的非线性恢复力等条件下，建立了锚泊起重船动力学模型。分析了起重船在规则波作用下吊重的摆动特征，当外部波浪频率趋近于吊重特征频率时，吊重会发生大的晃动。比较了船舶在理想简谐运动条件下与在规则波条件下吊重的摆动特征。分析结果表明：作用在船体上的非线性载荷对船舶和吊重的运动影响比较明显。关键词：起重船；规

2、则波；多体动力学；数值仿真中图分类号：TH113．1文章编号：1004-132X(2010)091077一O6CargoPendulationAnalysisofMooredCraneShipunderRegularWavesWangXuelinYouXinyiHuYujinHuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan，430074Abstract：Aneight—degree-of～freedomtimedomainmathematicalmodelwa

3、susedtosimulatemooredcraneshipdynamicsnumerically．Thismodelconsideredlarge～amplitudeloadswingofthehull，hydrodynamicmemoryeffects，nonlineardragforcesactingonthehull，waveforces，andnon—linearrestoringforcecharacteristicsOfamooringsystem．Thedynamicsofacranes

4、hipwasinvestiga—tedfortwodifferentexternalexcitations：theidealizedcaseofpurelyharmonicspitchingmotionoftheshipandforceactingonthehullduetoincomingregularwaves．Theresultsindicatethatthelargeresonantoscillationsmayoccurifthewavefrequencyapproachesoneofthes

5、ystem’seigenfrequen—cies．Theloadswinganglerangeisobviouslyaffectedbynonlinearityoftherestoringforceofthemooringsystem．Keywords：craneship，regularwave，multibodydynamics，numericalsimulation0引言系统动态响应计算模型，分析吊重的运动轨迹，对起重船又称浮吊，它是海洋施工作业中常用于起重船的高效和安全作业具有重要意义l】。的工程

6、船舶。在海上作业时，起重船由于受海浪在对起重船的非线性动力学研究中，有两类作用而发生运动，船舶运动又激励起重吊臂，使悬常用模型。第一类模型是将船体对吊重的作用直吊重物发生摆动。建立波浪环境下起重船及吊重接简化为吊头上缆索吊点处的简谐激励，这种模型实际上是将吊重作为一个空问摆。】，研究表收稿日期：2。O907—15明，即使是吊点的平面运动，在一定条件下也会使基金项目：国家自然科学基金资助项Et(50675077)[142孙冬野，秦大同．汽车离合器局部恒转速起步自动Metaphors[J~．Computer

7、MethodsinAppliedMe—控制研究EJ]．机械工程学报，2003，39(11)：108—chanicsandEngineering，2007，196(4／6)：803112．817．[15]周美兰，王旭东，周永勤．无级变速汽车动力传动(编辑王艳丽)系统控制策略研究[J]．哈尔滨工业大学学报，2009，41(3)：21722O．作者简介：吴晓刚，男，1981年生。哈尔滨理工大学电气与电子E162SchutteJF，ReinbohJA，FreglyBJ，eta1．Par—工程学院讲师、博士。主要

8、研究方向为汽车电子驱动控制。发表allelGlobalOptimizationwiththeParticleSwarm论文2O余篇。王旭东，男．1958年生。哈尔滨理工大学汽车电OptimizationAlgorithm[J]．InternationalJournal子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心主任，电气与电子工程学院教授、博士研究生导师。余腾伟，女．1981年生。哈尔滨ofNumericalMethodsinEngineerin