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翻扣船人命救助软体密封舱的研究
| 论文题名： | 翻扣船人命救助软体密封舱的研究 |
| 关键词： | 海难救助;翻扣船;软体密封舱;参数优化;救援效率 |
| 摘要： | 船舶翻扣是船舶航行时遭遇的险情之一，对于翻扣船内被困人员的救助，目前主要采用的是船底开孔的方法。但传统开孔救援的方法救援速度慢，且容易使船舱内气体逸出破坏翻扣船浮态对被困人员造成二次伤害。为提升救援效率以及救援安全性，本文设计了一种用于翻扣船救援的密封舱。在对翻扣船内被困人员进行救援时，将其置于翻扣船底部，救援人员在密封舱内进行开孔救援作业，从而防止船舱内的气体逸出，减小开孔救援作业时对船体浮态的破坏。密封舱由舱体、底座以及封堵座三个部分组成。救援作业完成后可利用封堵座对救援人孔进行封堵，以便后续打捞救援工作的进行，底座和舱体部分则可进行回收利用。本论文围绕翻扣船人命救援的特点，对比分析了舱体及底座的设计方案，对密封舱的各个结构进行设计，基于有限元分析的方式对密封舱进行了参数优化及舱体在风载荷作用下的响应分析，最后搭建了试验台并对密封舱进行试验验证。 本文具体研究内容如下: （1）对密封舱设计需求进行分析，确定了对密封舱容积、重量以及功能的需求，通过对比不同舱体的设计方案，确定了圆形截面双舱体膜结构的舱体设计方案。为实现舱体底座与船体之间的密封，对比了三种底座设计方案，最终确定了平底金属底座的底座及设计方案，分别对封堵座、救援人孔封堵机构进行了详细设计。 （2）基于响应面分析的方法对翻扣船救援密封舱的底座与封堵座分别进行参数优化，约束条件为在满足工作载荷作用下的强度条件和变形条件，优化目标为结构总质量，通过分析优化得到最优设计参数组合，以及各个参数对输出变量的影响变化规律。 （3）对膜结构舱体在不同风向角、风速以及内压作用下的变形和应力响应进行分析，得出最危险工况风向角以及风压影响最小的风向角。通过对不同膜厚、内压下舱体进行模态分析，得到舱体各阶振型及其对应频率以及各阶频率分别与膜厚和内压的变化规律。 （4）分析并确定了以温度、压力、氧气和二氧化碳浓度作为舱内环境监控调节的目标，通过LabVIEW程序、采集卡和各个环境参数传感器搭建的试验平台对密封舱进行相关环境监控、压力调节以及密封性的试验验证。 |
| 作者： | 张廷维 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 弓永军 |
| 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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