【摘要】：連接器是多模塊超大型浮體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中十分重要但又是最薄弱的環(huán)節(jié),在海上波浪力的作用下,總長度千米等級的鉸接式多模塊超大型浮體連接器所承受的載荷十分巨大,在中高等級波浪下就可達到萬噸量級,這無論是對連接器本身的設(shè)計還是安裝連接器的平臺基座結(jié)構(gòu)的設(shè)計都是一種巨大的挑戰(zhàn)。研究發(fā)現(xiàn),對采用鉸鏈式連接器將多模塊串聯(lián)而成的超大型浮體,連接器中的最大載荷來自作用于浮體上的水動力所引起的結(jié)構(gòu)橫向彎矩,而且模塊越多載荷越大。本文通過對浮體模塊水線以下部分進行構(gòu)型優(yōu)化以減小單模塊和多模塊結(jié)構(gòu)水平彎矩,從而較大幅度地降低了由此引起的連接器載荷。本文的主要內(nèi)容如下:介紹了超大型浮體的基本概念,模塊連接方式和連接器設(shè)計面臨的挑戰(zhàn);在不改變超大型浮體主體基本尺度的基礎(chǔ)上,基于調(diào)整超大型浮體外形以改變其水動力載荷分布從而降低連接器載荷的思路,設(shè)計了多個優(yōu)化構(gòu)型;基于三維勢流理論頻域分析和時域分析,分別計算優(yōu)化構(gòu)型在箱式超大型浮體和半潛式超大型浮體上的優(yōu)化結(jié)果,對比各個優(yōu)化構(gòu)型的優(yōu)化效率得到較優(yōu)設(shè)計方案。本研究的主要成果為:提出了通過對浮體模塊水線以下部分進行構(gòu)型優(yōu)化以減小單模塊和多模塊結(jié)構(gòu)水平彎矩從而降低由此引起的連接器載荷的思路和實施方法;在此基礎(chǔ)上開展了一系列對箱型和半潛式超大型浮體的構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計及其結(jié)構(gòu)水平彎矩和連接器載荷計算,結(jié)果表明通過構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計可以使連接器載荷明顯降低,可為超大型浮體構(gòu)型和連接器設(shè)計提供有益的參考。
【學位授予單位】：中國艦船研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P75
【圖文】：

圖 1.1 阿姆斯特郎海上機場概念設(shè)計的想法最早產(chǎn)生在 20 世紀初，但直到 20 世紀 80 年國開展實際研究。目前，日本和美國是對超大型浮體研。1991 年到 2003 年期間，分別在日本和美國召開了四會議（VLFS1991，1996，1999，2003）。2006 年，在英際船舶結(jié)構(gòu)大會（International ShipandOffshoreStructur

多模塊超大型浮體構(gòu)型與連接器載荷研究洋開發(fā)基礎(chǔ)技術(shù)的研究。日本與 1995 年建立了正式的研究計劃，聯(lián)合企業(yè)、高校和研究機構(gòu)進行了廣泛的研究，建立了大型浮體協(xié)會 TRAM(the TechnologicalResearchAssociation of Mega-float)，主要負責超大型浮體結(jié)構(gòu)的試驗。第三階段（1995-1997）進入實質(zhì)性研發(fā)階段，制造可行性的問題得到了有效解決，建造了一個幾百米長的駁船式平臺結(jié)構(gòu)。第四階段（1997-2001）為實質(zhì)性研發(fā)第二階段，解決了飛機起降安全性的問題。在神奈川縣橫須賀港于 1999 年建造了一個海上漂浮機場，2000 年飛機起降試驗成功后將其拆除。2001 年，TRAM 提出了半潛式 Mega-float 的概念，其具有良好水動力性能的立柱和下浮體，可適應(yīng)于環(huán)境更惡劣的海域。2001 年后，日本造船研究中心和日本造船工程師協(xié)會為羽田國際機場的新跑道提出了柱-箱混合型式的浮式結(jié)構(gòu)方案。圖 1.2 為 Mega-float 概念示意圖。

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本文編號：2733503