挖泥船定位樁系統(tǒng)在波浪載荷作用下的疲勞強度分析.pdf

1、隨著當今航運事業(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)。當前國內(nèi)設(shè)計單位對挖泥船樁腿的強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算，而對于波浪動態(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、泥船定位樁疲勞強度的影響。首先從波浪理論和船體運動公式出發(fā)，求解出不同波浪頻率下挖泥船工作時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，進行瞬態(tài)動力分析，得出每個頻率下的應力幅值，產(chǎn)生相應的應力傳遞函數(shù)，進而選取典型海況并運用譜分析方法進行線性系統(tǒng)變換，計算得出應力譜的相關(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度進行疲勞分析。
　　

3、 依據(jù)上述方法，以2000m3/h絞吸式挖泥船為實例，依據(jù)二維切片理論，用保角變換法求得運動公式中的水動力系數(shù)。選取了0.5L～4L之間的11個頻率，分別計算了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)進行瞬態(tài)動力分析，并依據(jù)渤海B1海域的波浪分布，選取了15個典型海況，由波浪P-M譜計算得到相應的應力譜，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