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海上高速三体风电场维护船结构设计及强度研究
| 论文题名： | 海上高速三体风电场维护船结构设计及强度研究 |
| 关键词： | 风电维护船;结构设计;有限元模型;动力响应 |
| 摘要： | 随着海上风电产业的迅猛发展，使得海上风电场维护船的需求也相应地加大。目前欧美一些海上风电比较发达的国家普遍采用小型船舶用于海上风电场的维护工作；而国内对海上风电场的维护工作主要租用拖船或者风电安装船。因此，设计并建造适合风电场维护工作的船舶成为国内风电维护亟需解决的问题。 与单体船和双体船相比，三体船具有良好的稳性和耐波性、较高的航速和宽敞的甲板面积等优点，比较适合用于风电场维护工作。当三体船遭遇横浪或斜浪时，三体船将发生横向弯曲或扭转，连接桥要承受巨大的横向弯矩及扭矩。三体船横向强度及扭转强度是结构设计的关键，如何准确确定小型三体船连接桥所受到的的横向弯矩及扭矩，并且保证结构具有足够的强度是尤为重要。 本论文以一艘海上高速三体风电维护船为研究对象，根据总布置进行结构设计。主船体按高速单体船设计，侧体借鉴参考高速双体船设计；参考单体实船资料和规范建议，根据主船体的骨架形式，拟定两种不同结构形式方案，即横骨架式和混合骨架式，设绘基本结构图和典型横剖面图等结构图。 利用大型有限元软件 MSC.Patran/Nastran建立全船有限元模型，对三体船所受到的纵向弯矩、横向弯矩以及扭矩载荷组合下的9种工况进行计算分析，得到全船应力应变云图。全船有限元分析结果表明，两种结构方案的应力水平相当，但横骨架式结构方案质量较轻。考虑到高速船对重量的要求，在骨架形式上建议选择横骨架式。对于应力水平较高的连接桥部位，对其结构进行适当的调整，再进行有限元计算，结果表明调整方案使连接桥部位的应力水平明显降低。 本文还针对连接桥局部区域甲板板架进行了在砰击载荷下的瞬态动力响应计算分析，根据计算结果对应力较大的区域做结构调整，对比两种结构形式在砰击载荷下的动力响应，有限元计算结果表明调整后方案抵抗砰击的效果优于原方案。 本论文所获得的一些结论，对小型高速三体风电场维护船的结构设计具有一定的参考价值，并对小型高速三体船的强度分析提供参考借鉴。 |
| 作者： | 孔祥明 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 谢云平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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