系泊缆松弛-张紧状态应力波的特性分析

从应力波的自由传播特性出发,分析在系泊缆绳松弛-张紧问题研究中需要考虑的因素。引入缆绳单位长度的重力与缆绳水平张力的比值λ,利用泰勒级数展开,将平衡张力和曲率表示为λ和缆绳弧长坐标s的函数。研究了缆绳出现松弛-张紧状态时应力波的自由传播特性,分析缆绳内水平张力、缆绳弧长坐标等参数对缆绳内应力波传播特性的影响。结果表明:缆绳处于松弛-张紧状态时,缆绳内应力波传播特性与张力、曲率和缆绳自重等因素密切相关。该文的工作为缆绳松弛-张紧条件下冲击载荷问题的研究奠定了基础。     

调质处理对22MnCrNiMo钢闪光焊焊缝组织与力学性能的影响

为研究调质处理对R4s(22MnCrNiMo)级系泊链钢闪光焊焊缝区力学性能的影响,通过改变循环淬火温度(880～960℃),确定最优淬火温度;然后通过改变回火温度(560～640℃)和回火后保温时间(20～40 min),研究回火温度和回火后保温时间对钢力学性能的影响.结果表明,经调质处理后,焊缝区断口虽仍呈现韧性断...     

系泊系统松弛-张紧引起的冲击张力研究

研究深海平台系泊系统松弛-张紧引起的系缆冲击载荷.考虑缆绳的粘-弹特性,建立缆绳-浮体系统冲击之后的运动方程,确定系统由无量纲的位移比、频率比和阻尼比决定的松弛一张紧区域,分析各个因素对系统松弛-张紧条件的影响.计算了不同参数条件下系泊系统的响应,分析了平台质量、缆绳长度、外激励幅值以及预张力等因素对缆绳内最大张力的影响,结果表明,缆绳内最大张力随着平台质量的增大、外激励的增大以及预张力的增大而增大,随着缆绳长度的增大而减小.     

新型张力腿平台漂浮式风力机动态响应研究

未来海上风电场的建设需要大量动态响应低且相互干扰小的漂浮式风力机,为此研究一种尺寸更小,能减少或防止相互间干扰及安装费用更低的新型张力腿平台漂浮式风力机(TLP风力机),基于辐射/绕射理论并结合有限元方法,运用水动力学软件AQWA对其在不同海况下及不同系泊系统下的动态响应进行模拟研究,得到了频域和时域的动态响应数据。结果表明:频域分析中,新型张力腿平台漂浮式风力机的运动响应主要集中在低频区域,其中横荡、垂荡及纵摇的峰值频率分别为0.1、0.35和0.19 rad/s;TLP风力机垂荡和纵摇方向上的运动响应都小于Spar风力机运动响应;横荡、垂荡及纵摇方向上,TLP风力机附加质量均远大于辐射阻尼;时域分析中,4根张紧系泊设计优于单根张紧系泊设计,能有效降低横荡和纵摇运动响应和延长系泊绳的寿命;随着海况恶劣程度的加剧,TLP风力机的动态响应也随之增大。     

两点系泊系统系泊力影响因素分析

以渤海某海域油田开发工程为例,对两点系泊系统的浮筒净浮力、缆绳预张力、缆绳长度和环境条件对系泊力的影响进行了研究,并在此基础上对系泊系统进行了优化设计.应用实践表明,基于两点系泊系统系泊力主要影响因素分析对系泊系统进行优化设计是必要的,可使整个系统达到安全可靠的要求,对今后我国海上其他油田开发工程中两点系泊系统的设计有借鉴意义.     

系泊状态下捷联惯导自对准算法

系泊状态下,陀螺仪与加速度计的输出会受到角运动与线振动的干扰。为此,该文在姿态求解方法(Wahba)初始对准方法的基础上引入隐式马尔科夫模型卡尔曼滤波(HMM/KF),由角运动和线振动引起的干扰经过HMM/KF滤波器被滤除。与传统数字滤波器采用先验固定截止频率相比,该方法具有更强的自适应性。利用海上实验对比分析引入HMM/KF滤波的对准结果,研究结果表明,该方法不需进行粗对准,能在系泊状态下快速实现自对准。     

柔性系靠泊结构系缆力计算

针对外海轻型码头结构的特点,通过能量法建立了系泊船舶在承受各种外部荷载时系缆力的数学模型,并编制了计算程序,给出了在2种外荷载工况下系缆力与缆绳和系船墩刚度比之间的变化关系.结果表明,缆绳和系船墩的刚度比对系缆力的影响很大,并且使系缆力发生重分配,系缆力变幅约为10%.因此,对于外海的轻型码头结构,在计算系缆力时,建议考虑缆绳与系船墩之间的刚度比对系缆力的影响.     

合金元素对R5系泊链钢中平衡析出相的影响

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对R5系泊链钢在400~1600℃存在的平衡析出相进行了热力学计算,并讨论了合金元素对平衡析出相的影响.结果表明,R5系泊链钢中平衡析出相主要为M₂₃C₆、M₆C、MX和AlN,其中M为Cr、Fe、Mn、Mo、Nb、Ni和V等,X为C、N和空位Va等.在此基础上讨论了合金元素C、Cr、Mo和Nb对M₂₃C₆相、M₆C相及MX相的平衡摩尔含量和平衡析出温度的影响,优化了新型R5系泊链钢的合金体系及热处理工艺,提出新型R5系泊链钢的最佳热处理工艺为920±30℃淬火和600±30℃回火,其中金属元素Mo的质量分数以0.45%为佳.     

系泊失效后漂浮式风力机平台动态响应研究

深海漂浮式风力机平台稳定性是保证系统安全运行的基础,其系泊在风、浪及海流等动态载荷周期性作用下引发蠕变后会加速腐蚀,从而导致系泊失效。为了研究系泊失效后风力机所受载荷对平台动态响应的影响,参考Barge平台的NREL 5 MW风力机建立了漂浮式风力机整机模型,通过对AQWA的二次开发实现了与FAST间的实时数据交换,开展了漂浮式风力机的风波耦合数值仿真。结论表明：系泊失效后漂浮式风力机平台响应增大、风力机的结构安全性降低。其中,迎风侧系泊失效对平台影响最为明显,尤其是横荡和艏摇方向受到的影响更大,失效后的最大响应幅值分别为失效前的6.3倍和9.7倍。     

50m水深处不同系泊形式浮式风力机的系泊系统分析

针对50m水深处浮式风力机系泊的安全性与经济性问题,基于中国南海北部某海域海况,通过叶素动量理论、势流理论、莫里森公式和有限元理论分别计算风力机风载荷、平台波浪载荷和系泊载荷,建立了50m水深处风力机-平台-系泊的耦合数值模型,并对比分析钢链、钢缆和聚酯缆系泊材料,及其与重块和浮筒在不同组合方式下系泊系统的性能和经济性。结果表明,在系泊线上合理地配置重块和浮筒在可以有效优化系泊张力响应极值;在满足系统性能的基础上,采用钢缆与重块组合或者聚酯缆与浮筒组合的系泊形式,在50m水深海域使风力机具有较好的适用性。采用钢缆或者聚酯缆作为系泊线主体的系泊形式,能够显著提高浮式风力机系泊系统的经济性。