挖泥船定位樁系統(tǒng)在波浪載荷作用下的疲勞強(qiáng)度分析.pdf

1、隨著當(dāng)今航運(yùn)事業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)深水港建設(shè)日益增多，挖泥船的工作環(huán)境也隨之深水化。目前國內(nèi)挖泥船大多都使用定位樁系統(tǒng)作業(yè)，工作環(huán)境的日漸惡劣和挖深的增加使得定位樁在工作條件下受到的風(fēng)浪載荷明顯加大，施工中出現(xiàn)的斷樁、跑樁問題很突出，這些都與波浪載荷有關(guān)。當(dāng)前國內(nèi)設(shè)計(jì)單位對挖泥船樁腿的強(qiáng)度分析多還停留在常規(guī)的將波浪載荷簡化為靜水力的計(jì)算，而對于波浪動(dòng)態(tài)載荷對挖泥船樁腿影響的研究目前還少有人涉及。
　　 本文主要研究波浪交變載荷對挖

2、泥船定位樁疲勞強(qiáng)度的影響。首先從波浪理論和船體運(yùn)動(dòng)公式出發(fā)，求解出不同波浪頻率下挖泥船工作時(shí)定位樁受到的波浪交變力，利用相關(guān)有限元分析軟件建立定位樁的有限元模型，將不同頻率的波浪交變載荷以表載荷的形式加載到結(jié)構(gòu)上，進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力分析，得出每個(gè)頻率下的應(yīng)力幅值，產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力傳遞函數(shù)，進(jìn)而選取典型海況并運(yùn)用譜分析方法進(jìn)行線性系統(tǒng)變換，計(jì)算得出應(yīng)力譜的相關(guān)參數(shù)，最后用S-N曲線和Miner線性累積損傷理論對樁腿強(qiáng)度進(jìn)行疲勞分析。
　　

3、 依據(jù)上述方法，以2000m3/h絞吸式挖泥船為實(shí)例，依據(jù)二維切片理論，用保角變換法求得運(yùn)動(dòng)公式中的水動(dòng)力系數(shù)。選取了0.5L～4L之間的11個(gè)頻率，分別計(jì)算了100％滿載工況和10％裝載工況下的波浪載荷，采用ANSYS有限元軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力分析，并依據(jù)渤海B1海域的波浪分布，選取了15個(gè)典型海況，由波浪P-M譜計(jì)算得到相應(yīng)的應(yīng)力譜，最終根據(jù)疲勞相關(guān)理論求得樁腿與卡箍連接處的局部擠壓的疲勞損傷。數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，波浪交變載荷對挖泥船的