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海上风机吊装船动力系统设计及桩腿和船体强度分析
| 论文题名： | 海上风机吊装船动力系统设计及桩腿和船体强度分析 |
| 关键词： | 吊装船;动力系统;结构设计;力学性能;海上风电场 |
| 摘要： | 为了解决能源日益紧缺的危机,大力发展可再生、无污染的风力发电已成为各国政府最重要的能源政策。海上风电场建设发展速度非常迅猛。我国沿海拥有非常丰富的风能资源,且开发利用条件良好。建设海上风电场的关键设备—海上风机吊装船是一种全新的海洋工程船舶,具备自航、自升、运输、起重等复合功能。 由于这种新型船舶具有升降桩腿、大型起重设备、较大的甲板荷载,长深比和宽深比均已超出现行规范要求,国内尚无专门规范可用于直接指导该船型的设计,本文开展了全船动力系统设计及桩腿和船体结构强度有限元分析。 根据海上风机吊装船船型和作业特点及装备情况,开展了全船各类动力系统的需求分析,提出了全电力系统解决方案,即采用电力推进和船体平台升降、起重的电液动力系统,完成了全船动力系统的方案设计和各分系统设备选型。全电力系统解决方案,设备配置合理,经济性好。 采用PATRAN/NASTRAN软件建立了全船结构有限元模型,通过对该船的运输、自升、起吊等不同作业状况的分析,确定了典型工况,并进行了典型工况下的载荷分析和计算工作,得到了全船详细应力分布、变形情况。计算分析结果可以为海上风机吊装船的整体强度评估、船体结构优化提供有效依据,对该类型船的设计开发也具有指导意义。 开展了桩腿在风、浪、流等环境载荷作用下的研究。利用MATLAB编程得到了随时间和空间变化的波浪载荷。选取风、浪、流组合下最危险环境工况,进行了桩腿的静力分析,得出桩腿的应力分布、变形情况;在五阶斯托克斯波作用下,进行了桩腿的动力响应分析,得到了桩腿随时间变化的应力及位移响应曲线。动力响应分析结果与静力分析结果吻合。该静、动力分析方法对海上平台等装备的开发具有一定的参考和借鉴作用。 |
| 作者： | 马义猛 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 姚震球 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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