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双驳抬撬式沉船打捞系统及其液压升沉补偿技术研究
| 论文题名： | 双驳抬撬式沉船打捞系统及其液压升沉补偿技术研究 |
| 关键词： | 沉船打捞;双驳抬撬打捞法;液压升沉补偿;数值仿真 |
| 摘要： | 随着海运行业的不断发展，船舶趋向大型化，大吨位船只的数量也在逐年增长。对于大吨位沉船而言，打捞所需抬浮力巨大，通常会采用浮吊打捞法或驳船抬撬打捞法作为主要打捞手段。其中驳船抬撬打捞法通过单艘或两艘抬浮驳船，在多根平行分布的提升缆绳的同步作用下，其负载承受能力强、稳定性高，更适用于大型沉船的打捞工作。然而面对复杂多面的海况环境，海上驳船受到风浪的影响会产生多个自由度的运动，这将严重影响沉船的打捞作业，不仅会在提升缆绳产生过大的拉力波动，还将引起沉船的不稳定运动。仅靠提升缆绳的弹性无法有效消除这类影响，因此考虑将升沉补偿技术应用其中，减小缆绳拉力波动，并稳定沉船运动姿态。本文针对双驳抬撬式沉船打捞系统，研究了被动升沉补偿技术和半主动升沉补偿技术在打捞系统中的补偿特性；通过数学建模和理论分析的方式研究了双驳打捞系统的动态特性；通过水动力仿真获得双驳船运动数据，并基于此双驳运动数据分别对采用被动升沉补偿和半主动升沉补偿的双驳打捞系统进行数值仿真，获得有无补偿情况下沉船的升沉、横摇和纵摇运动结果，以及缆绳拉力结果；讨论了被动升沉补偿器参数对补偿表现的影响。本学位论文重点研究了升沉补偿技术在双驳打捞系统中的补偿性影响，主要内容包括： （1）研究了被动升沉补偿对双驳抬撬打捞中的补偿效果，从数值仿真结果来看，被动升沉补偿有效衰减打捞中提升缆绳的拉力波动和沉船的升沉运动；但是被动补偿无法减弱沉船的横摇和纵摇转动，甚至会产生放大趋势； （2）通过绘制双驳打捞系统的沉船运动和缆绳拉力的幅频特性曲线，对各海浪频率下被动补偿的补偿特性进行分析。从总体上看，被动升沉补偿器无法在全部海浪频率下既补偿沉船运动又补偿缆绳拉力。在横摇和纵摇自由度方面，由于双驳船和沉船系统的空间结构，沉船的横摇运动只有当被动补偿刚度较小时才可能发生衰减。而横摇的缆绳拉力完全被放大；沉船纵摇运动的补偿性与横摇不同，纵摇运动的幅频特性全部被衰减，减小补偿刚度可以继续改善。然而缆绳拉力完全被放大，提高补偿器刚度可以降低低频段的放大作用，但并不显著。 （3）建立了半主动升沉补偿液压系统的数学模型，并在MATLAB/Simulink中对采用半主动升沉补偿的双驳打捞系统进行仿真分析，从沉船运动结果可知，半主动补偿可以有效衰减沉船的升沉运动，并且基本上消除了沉船的横摇和纵摇运动，且半主动补偿还有助于消除提升缆绳的拉力波动，补偿效果显著。 |
| 作者： | 张峰瑞 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 侯交义 |
| 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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