大型组块拖航运输强度分析研究-论文.pdf

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1、第43卷第4期船海工程Vo1．43No．42014年8月SHIP&OCEANENGINEERINGAug．2014DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2014．04．025大型组块拖航运输强度分析研究梁瑜，刘波，董晓曼(海洋石油工程股份有限公司设计公司浮式结构设计部，天津30045I)摘要：采用基于频域分析的设计波法，对某大型组块运输进行维全耦合数值模拟和计算分析，把驳船和组块作为一个整体结构，计人驳船的柔度对组块的结构强度的影响，建立总体结构模型和水动力模型，采用SESAM软件包的多个软件程序进行数

2、值模拟，确保运动分析和结构计算的准确性。关键词：组块运输；强度分析；设计波法中图分类号：U674．18文献标志码：A文章编号：1671-7953(2014)04-0104-03随着我国海洋石油工业不断向着“深水进整体结构模型训。见图14。军”，组块的总体规模越来越大，最近的南海项目组块的重量已超过3万t，创历次之最。在驳船运输组块的过程中，在波浪载荷作用下，驳船的柔度对组块的结构强度会产生很大的影响，这和以往在不需要考虑船体变形因素的条件下对组块进行图1组块结构模型运输强度校核具有很大不同。因此，在给定海况下，组块在用驳船

3、运输过程中，船体变形的数据直接影响组块结构强度的校核结果。为此，采用基于频域分析的设计波法，对南海某项目的组块运输进行三维全耦合数值模拟和计算分析。根据驳船运动诱导的惯性力，以及重力等求出组块各构图2驳船结构模型件的应力，按API规范进行校核组块的结构强度。1海况条件及总体结构模型1)海况条件采用中国南海某区域，l0年一遇海况。有义波高：=4．9m；谱峰周期：TI，=12s。2)总体结构模型。根据图纸信息，准确建立组块、DSF、滑道、SEAFASTENING和驳船结构模型。由于要准确地模拟出驳船和组块结构，导致有限元模型的

4、单元数和节点数量十分庞大，而且图3整体结构分析模型为了准确模拟组块与驳船船体连接节点自由度，2三维水动力计算与设计波选取将整个系统分为两个子模型——组块(含DSF)和驳船，然后利用超单元组合技术，将它们组合成根据驳船的型线资料，建立三维水动力计算的湿表面模型。根据驳船的舱室布置陶进行三维模型的舱室划分，并模拟舱室压载水，进行水动力收稿日期：2014—02—18修回日期：2014—03—07计算。基金项目：863重大专项课题(2012AA09A208-03)采用设计波法进行组块运输全耦合的强度分第一作者简介：梁瑜(1982一

5、)，男，硕十，工程师析，设计波参数由组块重心处3个线方向最大加研究方向：船舶及海洋工程结构设计速度、3个角方向最大加速度以及驳船中横剖面3E-mail：liangyu@mail．cooec．corn．(：n个方向最大弯矩等9个主导载荷确定。计算船体l04大型组块拖航运输强度分析研究——梁瑜，刘波，董晓曼并起来，得到最终结果文件3j。另外，由于RUN．NERS与驳船甲板上的滑道之间只受压力而不受拉力，这里可通过分析RUNNERS的受力情况来实现。如果在分析工况下，RUNNERS所受的力为压力，那么就不用对它进行操作，如果RU

6、NNERS所受的力为拉力，那么就要将受拉力作用的RUNNERS与驳船甲板上滑道的接触节点解耦，使之受压不受拉。5计算结果分析图4Seafastening整体模型分布5．1组块杆件强度校核结果在各主导载荷工况下，载荷响应的短期极值，并结采用SESAM／FRAMEWORK模块，依据合各载荷响应的传递函数确定设计波参数，包括APIRP2AWSD对组块(含DSF)杆件结构进行浪向、周期、波幅和相位。强度校核，计算结果表明少数杆件在某些工况下，选取的设计波见表1。不满足强度要求，其中，UC值最大达到2．3(由于表1设计波选取结果篇幅

7、有限，具体计算结果暂不列出)。不满足强度要求的构件，见图5、6中深色构件。3波浪载荷的计算与载荷传递在得到设计波参数后，即可针对选定的设计图5组块中UC>1的杆件波，采用三维线性频域水动力理论，进行波浪载荷计算。在用设计波法对组块运输时驳船所受波浪载荷进行预报时，需要将驳船湿表面的水动压力、液舱载荷以及惯性载荷施加到有限元模型上，确保模型的静力和动力平衡，用于进行结构有限元计算。图6DSF中UC>1的杆件4计算工况组合5．2组块管节点冲剪校核结果驳船受到静水载荷和波浪载荷的作用，由于采用SESAM／FRAMEWORK模块，

8、依据APISEAFASTENING是在组块装船后才焊接上去的，RP2AWSD，对组块(含DSF)管节点进行冲剪强因此SEAFASTENING在静水载荷工况下不起支度校核，计算结果表明少数节点在某些T况下，不撑同定作用，只在波浪载荷工况下起支撑作用。满足强度要求，其中，UC值最大为1．23。不满足为此，需