在海洋工程中,系泊系統(tǒng)是深海浮式結(jié)構(gòu)的重要組成部分,是制約海洋開發(fā)水深的主要因素。浮式結(jié)構(gòu)物是通過系纜固定在海底的,在系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中系纜張力的確定占有重要的地位,對系泊浮體的安全及其正常工作至關(guān)重要,如果對系纜的張力估計(jì)不足將會帶來巨大的損失。工程中對張力的預(yù)測最接近真實(shí)結(jié)果的方法是物理模型試驗(yàn)。而現(xiàn)有的測試方法中,普遍采用的是在系纜截?cái)嗵幓蛘叨瞬堪仓脗鞲衅?僅能測試端部一點(diǎn)的系纜張力,尚無成熟的測試系纜中張力分布的方法。本文提出利用光纖布拉格光柵傳感技術(shù)測量系纜張力分布的方法,在光纖布拉格光柵表面涂覆一層高分子材料,研制試驗(yàn)用模擬系纜,以實(shí)現(xiàn)系纜的動態(tài)張力分布測試。作者通過多次試驗(yàn)涂覆各種符合要求的高分子材料,并最終選取涂覆有低密度聚乙烯,制作了多根滿足要求的模擬系纜。制作的模擬系纜中,涂覆層與光纖布拉格光柵附著效果良好,沒有松脫現(xiàn)象,滿足同步變形的要求。選用刻有一個和三個布拉格光柵的模擬系纜分別應(yīng)用于自升式平臺系統(tǒng)和浮標(biāo)系統(tǒng)模型試驗(yàn)中,測量在各種環(huán)境條件下的系纜張力變化。對刻有三個布拉格光柵的模擬系纜中不同位置的張力進(jìn)行分析,并發(fā)現(xiàn)系纜張力沿系纜有一定的變化規(guī)律,從而驗(yàn)證了新技... 

【文章來源】：中國海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

深海平臺示意圖(從左到右依次為FPSO、TLP、ABS、Spar、Semi-Submersible)

倒懸鏈線式圖 1-2 系纜形式1.2 系纜張力討論在海洋工程中，系纜的縱向尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橫向尺寸，所以系纜并不承受扭矩和彎矩，荷載的傳遞是通過軸向的張力進(jìn)行的。在系纜的設(shè)計(jì)中最重要的就是準(zhǔn)確預(yù)測系纜在各種使用條件、環(huán)境條件下的張力，工程中因?qū)埩Φ墓烙?jì)不足造成實(shí)際工程中錨系失效(斷鏈、跑錨、移位等)而帶來巨大損失的例子在國內(nèi)外屢見不鮮，如 1996 年第 15 號臺風(fēng)襲擊湛江港，最大風(fēng)速達(dá) 60m/s，十幾具系泊軍艦的單點(diǎn)系泊設(shè)施發(fā)生移位或斷鏈，造成艦船碰撞，甚至擱淺，損失達(dá)數(shù)千萬元系纜的張力大小通常會受到風(fēng)、浪、流等海洋環(huán)境因素，以及浮體運(yùn)動的影響同時張力的大小又會反作用于浮體的運(yùn)動。系泊纜索—平臺浮體會構(gòu)成耦合的非線性動力系統(tǒng),該系統(tǒng)的運(yùn)動響應(yīng)與系纜的張力分布關(guān)系密切，響應(yīng)的預(yù)報(bào)涉及

器具有價格低、輸出靈敏度高、非線性誤差小、良好的重濕度對傳感器的零點(diǎn)及輸出靈敏度的影響小、在動態(tài)測范圍等特性，在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。在對力的測量直接作為彈性元件所承受的載荷。在試驗(yàn)時測力元件受力短，改變了電阻的性能，電阻值的變化信號通過放大器輸儀器的數(shù)據(jù)與受力的關(guān)系便可測得受力的大小[36]。電阻應(yīng)件一般都為金屬的，所以力傳感器的重量一般都比較大模型在環(huán)境條件下會受到縱向、橫向、垂向的三個分力和種力和力矩有時也存在于模型與模型之間、模型局部結(jié)構(gòu)和力矩的測量，根據(jù)需要可用三分力、五分力或六分力等。如果其中有一個分力或者分力矩不需要測量，則可采用式系泊系統(tǒng)試驗(yàn)中的轉(zhuǎn)塔處系泊力，垂向力矩總是為零。測力傳感器：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]光纖光柵傳感技術(shù)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應(yīng)用[D]. 任亮.大連理工大學(xué) 2008
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碩士論文
[1]系船浮筒設(shè)計(jì)與動力響應(yīng)分析[D]. 左建立.天津大學(xué) 2006
[2]Spar平臺系泊系統(tǒng)計(jì)算及波浪載荷研究[D]. 張智.天津大學(xué) 2005
[3]基于分布式光纖傳感器的黃河大壩可視化安全監(jiān)測系統(tǒng)[D]. 韋斌.山東大學(xué) 2005



本文編號：3364987