深水系泊纜繩沖擊載荷實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、深海平臺(tái)的系泊系統(tǒng)直接影響到海上生活生產(chǎn)作業(yè)的效率和安全。當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)，平臺(tái)的能量會(huì)通過(guò)纜繩傳向海底，在這個(gè)過(guò)程中，纜索吸收了大部分能量，特別是當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的幅度較大時(shí)，纜繩出現(xiàn)從松弛到張緊的快速變化，引起纜繩內(nèi)張力的劇增，危及深海平臺(tái)的生產(chǎn)安全，因此，對(duì)深海系泊系統(tǒng)沖擊載荷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，是十分必要的。
　　 本文研究纜繩端部運(yùn)動(dòng)條件下，所引起的纜繩動(dòng)張力的變化規(guī)律，尤其大幅快速運(yùn)動(dòng)情況下，纜繩的沖擊張力。提出了合理的實(shí)驗(yàn)方案，開(kāi)

2、發(fā)了端部位移激勵(lì)裝置，可實(shí)現(xiàn)不同位移和不同頻率的激勵(lì)，采用力傳感器和位移傳感器，同時(shí)測(cè)試?yán)|繩的動(dòng)位移響應(yīng)和動(dòng)張力響應(yīng)。研究沖擊載荷發(fā)生的條件和不同因素對(duì)于纜張力的影響。
　　 作者取3種不同直徑，長(zhǎng)度分別為22米至40米的纜繩，端部運(yùn)動(dòng)激勵(lì)幅值為12、16、20厘米，頻率分別為1.2至3.0赫茲等，考慮纜繩在水中和空氣中兩種情況，共進(jìn)行了116組不同條件下的測(cè)試，得到了不同情況下的纜繩的動(dòng)位移和動(dòng)張力歷程響應(yīng)曲線。分析了纜長(zhǎng)、固

3、有頻率、位移激勵(lì)幅值、位移激勵(lì)頻率等多種因素對(duì)于纜繩動(dòng)張力的影響，并討論了沖擊載荷發(fā)生地條件，初步探討了纜繩發(fā)生沖擊情況下的判別方法。
　　 結(jié)果表明，纜繩張力隨端點(diǎn)激勵(lì)頻率和激勵(lì)幅值、纜繩直徑、纜繩彈性模量的增大而增大，隨纜繩長(zhǎng)度的增大而減??；纜繩的位移量隨著纜繩直徑、纜繩彈性模量、激勵(lì)幅值的增大而增大，隨激勵(lì)頻率的增大而減小。
　　 在對(duì)空氣實(shí)驗(yàn)和水中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析后得出，在歷程張力曲線變得陡峭、張力值急劇增大、張