為了分析在海洋環(huán)境中的船載汽車吊裝卸浮體單元過(guò)程的吊纜張力變化,利用ANSYS-AQWA軟件對(duì)運(yùn)輸船上的汽車吊裝卸作業(yè)過(guò)程進(jìn)行模擬仿真。基于時(shí)域響應(yīng)分析方法,對(duì)在不同方向的環(huán)境載荷作用下,被卸載的浮體單元處于不同的位置時(shí),計(jì)算了吊纜張力隨時(shí)間變化的情況。計(jì)算結(jié)果表明:吊纜張力總體呈周期性變化,浮體單元未接觸水面時(shí),吊纜張力隨吊纜長(zhǎng)度的增加而略有減小;當(dāng)浮體單元接觸水面時(shí),由于水面波浪載荷的沖擊作用,浮體單元會(huì)發(fā)生較大的運(yùn)動(dòng),從而導(dǎo)致吊纜張力發(fā)生劇烈變化,張力甚至能夠達(dá)到重物重量的1.25倍;當(dāng)浮體單元下降到漂浮狀態(tài)時(shí),由于船體橫搖和波浪作用,吊纜張弛變化明顯,張力甚至?xí)䦶?突變到重物重量的0.55倍,這些巨大的沖擊對(duì)作業(yè)的安全極為不利。此外,橫浪和斜浪會(huì)加劇船體的運(yùn)動(dòng),從而導(dǎo)致吊纜張力變化幅值增大。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)造船. 2020,61(04)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

吊物系統(tǒng)模型示意圖重物在慣性坐標(biāo)系中的坐標(biāo)可表示為

恢魈逶誑罩校???算，但其基本不受水的作用力。2.1模型參數(shù)運(yùn)輸船與浮體單元（重物）主要參數(shù)如表量為16t，其結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為一個(gè)箱型浮體參數(shù)運(yùn)輸船總長(zhǎng)/m型寬/m型深/m船體質(zhì)量/tx方向轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/(kg·my方向轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/(kg·mz方向轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/(kg·m錨鏈布置和汽車吊位置如圖要參數(shù)如表2所示。選用的汽車吊計(jì)算過(guò)程中認(rèn)為其與甲板之間有連接裝置，恒，等：基于AQWA的船載汽車吊裝卸過(guò)程的吊纜張力分析和運(yùn)動(dòng)方程，利用ANSYS-AQWA軟件對(duì)運(yùn)輸船上的吊車作業(yè)過(guò)程進(jìn)汽車吊裝卸作業(yè)模型如圖2所示。運(yùn)輸船采用錨鏈汽車吊與船體固定連接，位于船體甲板的一側(cè)，吊臂伸出船外型中，船體與汽車吊視為一整體對(duì)象進(jìn)行分析。吊纜采用AQWA中的鋼纜模型，吊纜的上端連接在汽浮體單元（重物）連接。浮體單元未下落至水面時(shí)，在浮體單元的體深入水中，此時(shí)的浮體單元雖然主體在空中，但在AQWA中仍可以按照浮體進(jìn)行計(jì)圖2吊車在運(yùn)輸船上的吊裝作業(yè)模型運(yùn)輸船與浮體單元（重物）主要參數(shù)如表1所示。根據(jù)具體的工程實(shí)際，被裝卸的浮體箱型浮體。表1運(yùn)輸船和浮體單元主要參數(shù)數(shù)值參數(shù)78.0浮體單元質(zhì)量/t長(zhǎng)×寬×高/m平均密度/(kg/m10.29.06400x方向轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/(kg·m2)3.59×108y方向轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/(kg·m2)3.44×109z方向轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/(kg·m2)3.41×109—如圖2所示，運(yùn)輸船作業(yè)時(shí)采用艏艉投錨系泊方式，汽車吊為普通的50t汽車吊，在作業(yè)過(guò)程中，汽車吊�？考装逯g有連接裝置，汽車吊不與甲板脫離。227采用錨鏈艏艉投錨系泊方式，一側(cè)，吊臂伸出船外，在計(jì)算模在浮體單元的下部設(shè)置被裝卸的浮體單元的質(zhì)數(shù)值3)164×4×25002)41470

228參數(shù)錨鏈單位長(zhǎng)度質(zhì)量/(kg/m)抗拉剛度EA/N最大張力/N艏/艉錨鏈長(zhǎng)度/m艏錨預(yù)張力/N艉錨預(yù)張力/N2.2網(wǎng)格設(shè)置與劃分模型采用Workbench中的默認(rèn)網(wǎng)格劃分方式進(jìn)行網(wǎng)格劃分誤差設(shè)置為0.2m，網(wǎng)格模型共有圖3所示。2.3海洋環(huán)境參數(shù)模型計(jì)算所采用的海洋環(huán)境載荷譜10m處的平均風(fēng)速，水流模型采用分層流模型要分析對(duì)0°，45°和90°方向的環(huán)境參數(shù)風(fēng)速/(m/s)有義波高/m譜峰周期/s20m深流速/(m/s)中國(guó)造船表2錨鏈和汽車吊主要參數(shù)數(shù)值參數(shù)/(kg/m)16.8汽車吊最大起重質(zhì)量/t自重/t支腿縱向跨度/m/N2.1×1083.6×106/m387.0支腿橫向跨度/m9.43×104主臂長(zhǎng)度/m9.54×104吊纜剛度/(N/m)中的默認(rèn)網(wǎng)格劃分方式進(jìn)行網(wǎng)格劃分，定義網(wǎng)格最大單元尺寸8536個(gè)節(jié)點(diǎn)，8438個(gè)單元，其中包括3016個(gè)圖3網(wǎng)格模型圖載荷主要包括風(fēng)、浪、流，主要參數(shù)如表3所示，水流模型采用分層流模型。此外，假定風(fēng)、浪、流載荷的方向向的環(huán)境載荷影響進(jìn)行分析計(jì)算，如圖4所示。表3海洋環(huán)境相關(guān)參數(shù)數(shù)值參數(shù)5.0風(fēng)譜0.8波浪譜[19]JONSWAP(4.0表面流速/(m/s)0.050m深流速/(m/s)圖4作業(yè)過(guò)程俯視圖及載荷方向?qū)W術(shù)論文數(shù)值50416.27.016.42.2×107最大單元尺寸為1.6m，變形繞射單元。模型圖如所示。其中風(fēng)速為NPD風(fēng)的方向總是相同的，主數(shù)值NPDHs)0.80.0

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3548765