深水繃緊索系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著人類資源開(kāi)發(fā)逐漸向深海發(fā)展，適用于深海的新型系泊技術(shù)的研究成為熱點(diǎn)。本文對(duì)在深海中應(yīng)用越來(lái)越廣泛的繃緊索系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)——法向承力錨的極限承載力計(jì)算、系泊纜索動(dòng)力分析以及系泊浮體的耦合計(jì)算進(jìn)行了研究，為繃緊索系泊系統(tǒng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。 繃緊索系泊系統(tǒng)多采用負(fù)壓桶形基礎(chǔ)或法向承力錨。本文介紹了一種新型的法向承力錨——DENNLA式的構(gòu)造、工作機(jī)理、安裝回收方法和優(yōu)點(diǎn)。法向承力錨的承載力

2、特性尤其是極限承載力是檢驗(yàn)錨能否失效的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。極限承載力的計(jì)算多采用基于實(shí)地試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)公式法進(jìn)行。這種方法并不能準(zhǔn)確地反應(yīng)法向承力錨的受力特性。本文提出了一種法向承力錨極限承載力計(jì)算的數(shù)值方法?；谕恋膹椝苄岳碚摚苑ㄏ虺辛﹀^及其周?chē)馏w為研究對(duì)象，建立三維數(shù)值模型，計(jì)算法向承力錨的極限承載力，并通過(guò)改變數(shù)值模型考察錨的埋深、埋置角度、系泊力角度等重要參數(shù)對(duì)法向承力錨極限承載力的影響。 深?？嚲o索系泊系統(tǒng)的纜索動(dòng)力分析過(guò)程

3、中，纜索變形的非線性效應(yīng)在纜索大變形、大預(yù)張力的條件下不可忽略。本章基于Garret的彈性桿理論，對(duì)系泊纜索進(jìn)行分析得到動(dòng)靜力方程，并采用非線性有限元法進(jìn)行數(shù)值求解。纜索靜態(tài)計(jì)算時(shí)，通過(guò)Newton-Raphson迭代法得到纜索的張力-位移關(guān)系；纜索動(dòng)態(tài)計(jì)算時(shí)，考慮了纜索運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力和附加質(zhì)量，在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上假定纜索單元瞬時(shí)動(dòng)力平衡，通過(guò)Adam-Bashforth法化簡(jiǎn)纜索運(yùn)動(dòng)動(dòng)力方程，并迭代求解得到其動(dòng)張力。最后，通過(guò)計(jì)算不同模