本文關(guān)鍵詞： 風(fēng)電吊裝船 碰撞沖擊 有限元 數(shù)值仿真 結(jié)構(gòu)損傷　出處：《江蘇科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著風(fēng)電行業(yè)的迅速發(fā)展,海上風(fēng)電吊裝船日漸成為重要的新型海洋工程船舶,它集運(yùn)輸船及自升平臺(tái)的多種功能于一身,包括運(yùn)輸、吊裝、升降、安裝等功能。海上風(fēng)電吊裝船在作業(yè)時(shí)面對(duì)海上極其復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境,風(fēng)電吊裝船在工作時(shí)可能會(huì)遇到各種意外情況。本文就風(fēng)電吊裝船意外碰撞塔筒及吊裝作業(yè)時(shí)機(jī)艙意外墜落對(duì)船體可能造成的損傷情況進(jìn)行分析計(jì)算,為該船型的設(shè)計(jì)及吊裝作業(yè)安全提供參考。本論文主要研究工作和成果如下:(1)針對(duì)海上風(fēng)電吊裝船作業(yè)過(guò)程中可能涉及的結(jié)構(gòu)損傷風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析,提出了風(fēng)電船結(jié)構(gòu)安全研究主要范圍;選擇MSC.Dytran軟件,建立了海上風(fēng)電吊裝船有限元模型,開(kāi)展結(jié)構(gòu)安全研究。(2)分析了風(fēng)電吊裝船在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電基樁附近航行和作業(yè)時(shí),存在風(fēng)浪誘導(dǎo)或人為操作失誤而導(dǎo)致與風(fēng)電基樁發(fā)生側(cè)向碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。以目標(biāo)船為算例,利用軟件模擬了船舶以不同速度側(cè)向(90°及45°)低速碰撞風(fēng)電基樁,得到了撞擊中能量轉(zhuǎn)換和吸收情況,及船體的結(jié)構(gòu)變形和損傷過(guò)程,獲得了可能造成船舶損傷的速度范圍。其成果可供設(shè)計(jì)人員和駕駛?cè)藛T參考。(3)分析了風(fēng)電機(jī)組吊裝作業(yè)過(guò)程中,存在因操作失誤或其他因素意外吊重墜落而導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組及船體結(jié)構(gòu)損傷的風(fēng)險(xiǎn)。文章以風(fēng)機(jī)中最大的部件機(jī)艙為吊裝物,模擬了不同速度下意外墜落對(duì)船體結(jié)構(gòu)的沖擊,得到了對(duì)船體造成結(jié)構(gòu)損傷和破壞的情況及能量轉(zhuǎn)換吸收曲線,獲得了機(jī)艙下落導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度產(chǎn)生塑性變形和結(jié)構(gòu)發(fā)生破損的臨界速度。(4)文章模擬了吊車(chē)以不同速度下放重物,對(duì)船體結(jié)構(gòu)的沖擊和影響,提出了風(fēng)電機(jī)組安全下放速度的限制,其研究結(jié)果可以用于指導(dǎo)船型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全吊裝作業(yè);在此基礎(chǔ)上提出了原有船體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)和緩沖措施。分別模擬了在船體強(qiáng)肋位處加裝支柱及在甲板鋪設(shè)橡膠的抗沖擊情況,并比較了增加支柱提高船體結(jié)構(gòu)抗沖擊能力與橡膠吸能減緩沖擊的效果;橡膠緩沖效果更佳。本文計(jì)算結(jié)果及研究方法也可為其他船舶或結(jié)構(gòu)物的碰撞提供一定的參考及借鑒作用。
[Abstract]:With the rapid development of wind power industry, offshore wind power hoisting ship has become an important new type of marine engineering ship. It integrates the various functions of transport ship and self-elevating platform, including transportation, hoisting and lifting. Installation and other functions. Offshore wind power hoisting ship in the operation of the extremely complex operating environment. Wind power hoisting ship may encounter a variety of accidents in operation. This paper analyzes and calculates the possible damage to the hull caused by accidental impact of wind power hoisting ship and cabin accident fall during hoisting operation. This paper provides a reference for the design of the ship and the safety of hoisting operation. The main research work and results of this paper are as follows: 1) to analyze the risk of structural damage that may be involved in the operation of offshore wind power hoisting ship. The main research scope of wind ship structure safety is put forward. The finite element model of offshore wind power hoisting ship is established by using MSC.Dytran software. The structural safety research is carried out. The navigation and operation of wind power hoisting ship near wind power foundation pile in wind farm are analyzed. There is the risk of wind wave induction or human error in operation which results in lateral collision with wind power foundation pile. The target ship is taken as an example. In this paper, the wind power piles with different velocity lateral direction 90 擄and 45 擄are simulated by software. The energy transfer and absorption during the impact, as well as the deformation and damage process of the hull structure are obtained. The speed range of ship damage is obtained. The results can be used as reference for designers and drivers to analyze the hoisting process of wind turbine units. There is the risk of wind turbine and hull structure damage caused by operation error or other factors. In this paper, the engine room, the largest part in the fan, is used as hoisting material. The impact of accidental fall on the hull structure at different speeds is simulated. The damage and damage to the hull structure and the energy transfer absorption curve are obtained. The critical velocity of plastic deformation and structural damage caused by the drop of engine room is obtained. The paper simulates the impact and influence of the crane to the hull structure by lowering the weight at different speeds. The limitation of safe down-speed of wind turbine is put forward. The research results can be used to guide the structural design of ship form and the safe hoisting operation. On this basis, the strengthening and cushioning measures of the original hull structure are put forward, and the impact resistance of the hull stiffener and the rubber laid on the deck are simulated respectively. The effects of increasing the impact resistance of hull structure and reducing the impact by rubber energy absorption are compared. The results and research methods of this paper can also provide some reference for the collision of other ships or structures.
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U661.4

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本文編號(hào)：1485221