深水起重吊纜運(yùn)動響應(yīng)特性研究.pdf

1、深水吊纜是水下吊放系統(tǒng)不可或缺的一部分，而水下模塊安裝吊放是海洋油氣資源開發(fā)中的常見作業(yè)模式，隨著開發(fā)水深的增加和吊裝作業(yè)精度要求的不斷提高，水下吊裝的作業(yè)范圍由淺水不斷往深水推進(jìn)。深水及重載時(shí)吊纜在外部激勵下的運(yùn)動響應(yīng)，特別是垂向運(yùn)動，會與工作母船的運(yùn)動響應(yīng)呈現(xiàn)很大不同，業(yè)已成為水下模塊吊裝精確定位與構(gòu)件準(zhǔn)確安裝的最大障礙。為保證水下吊裝作業(yè)安全順利實(shí)施，開展深水吊纜運(yùn)動響應(yīng)特性方面的研究，主要在以下幾個方面進(jìn)行了探討。
　　基

2、于深水吊纜的完全撓性特性假設(shè)，建立了吊纜的靜力學(xué)模型，與文獻(xiàn)中的吊纜張力計(jì)算結(jié)果相比，驗(yàn)證了模型的正確性，分析了在吊有不同吊載時(shí)Dyneema纜的吊纜張力隨吊纜長度的變化情況。
　　針對深水吊裝中穩(wěn)定吊放這一過程，探究吊載在垂向上的運(yùn)動響應(yīng)規(guī)律。忽略次要因素，將問題簡化為單自由度問題，在此基礎(chǔ)上建立了深水吊纜的連續(xù)模型，推導(dǎo)了吊纜的控制方程，將由于吊纜長度持續(xù)變化帶來的動邊界問題轉(zhuǎn)化為定邊界問題，采用有限差分法進(jìn)行數(shù)值求解。將理論

3、計(jì)算預(yù)報(bào)結(jié)果與已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗(yàn)證了此方法的可靠性。取外激勵為簡諧振動，對不同工況進(jìn)行理論計(jì)算，據(jù)此分析了吊放速度以及激勵頻率對吊載垂向運(yùn)動響應(yīng)的影響。
　　針對吊載在固定吊深工作或者安裝的這一過程，探索吊載的運(yùn)動響應(yīng)規(guī)律?；谕茝V的三維集中質(zhì)量法，考慮深水吊纜與系泊纜索在實(shí)際工作中的區(qū)別，建立了吊纜在空間中的集中質(zhì)量-彈簧模型，并研究推導(dǎo)了該模型下對應(yīng)的控制方程，給出了吊載作為自由端的邊界條件。應(yīng)用四階龍格-庫塔法在時(shí)域