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波浪适应救助船结构设计与平顺性分析
| 论文题名： | 波浪适应救助船结构设计与平顺性分析 |
| 关键词： | 波浪适应救助船;结构设计;参数优化;行驶平顺性 |
| 摘要： | 自我国海洋强国战略提出以来，我国海上活动不断增多，但海上复杂多变的环境也使得安全事故的发生更加频繁，这无疑为我国海上人命救援带来了新的挑战与压力。目前，我国海上救援力量主要由救助船舶、救援直升机和快速救助艇组成，但它们在实际使用中都有一定的局限性，因此开发出一款与现有救助装备相互补充的新型救助装备具有十分重要的意义。本文在结合国内外研究现状的基础上，引入汽车减振悬架理论，设计出了一种新型波浪适应救助船，并在此基础上进行了平顺性分析与优化，主要研究内容如下： （1）在结合国内外波浪适应船的基础上，设计出了一种新型波浪适应救助船结构。借助Solidworks软件对救助船的浮力进行了计算，借助Fluent软件并结合经验公式对救助船航行时所受阻力进行了计算。接着，详细介绍了设计过程中的浮舱、推进系统以及悬架系统的设计。 （2）推导了柔性充气浮筒径向压缩刚度，并且对救助船悬架传递比进行了计算，从而将实际安装的弹簧刚度和悬架阻尼转换为了振动模型中的等效刚度和等效阻尼。建立了救助船二自由度和四自由度振动数学模型，并选择了国际船模水池会议（ITTC）上提出的一种单参数功率谱密度模型作为输入。 （3）对救助船主船体振动加速度均方根值、悬架动挠度均方根值和浮筒相对动载荷均方根值这三个振动响应量进行了推导。随后，对救助船的主要参数进行了参数敏感性分析，得到了各参数对三个振动响应量的影响规律。对救助船进行了频谱分析，观察不同响应量在频域内的曲线变化特性。最后，建立了救助船平顺性优化数学模型，借助Matlab软件编写程序，求解得到了最优弹簧刚度和悬架阻尼的参数匹配。 （4）在造浪水池进行了波浪适应救助船的下水试验，并设计了数据采集系统，用以采集、存储救助船关键位置运动数据。提出了一种时域积分修正算法，对采集而来的加速度数据进行处理，得到速度和位移数据。最后，采用不同的评价方法对救助船的表现进行了评价，通过比较浮舱处和主船体处数据，可以看出本文设计的波浪适应救助船具有良好的波浪适应能力，对比悬架参数优化前后的救助船试验数据，可以看出优化后的悬架参数获得了更好的平顺性。 |
| 作者： | 李杨 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 熊伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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