基于力學(xué)分析的停泊系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：本文對簡化的系泊系統(tǒng)按照浮標(biāo)、鋼管、鋼桶錨鏈和錨的順序?qū)ζ溥M(jìn)行力學(xué)分析計算，并建立多目標(biāo)變量優(yōu)化模型，對浮標(biāo)的吃水深度、浮標(biāo)的游動區(qū)域和鋼桶的傾斜角度進(jìn)行優(yōu)化分析，得出在鋼桶的傾斜角度不超過5度，錨鏈在錨點與海床的夾角不超過16度的前提下，海面風(fēng)速為36m/s時鋼桶和各節(jié)鋼管的傾斜角度、錨鏈形狀和浮標(biāo)的游動區(qū)域。

一、問題的提出與分析

需要確定研究目標(biāo)及其最小值函數(shù)，以問題一的分析為前提，我們將對浮標(biāo)的吃水深度、浮標(biāo)的游動區(qū)域和鋼桶的傾斜角度三個目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化分析，求解得出海面風(fēng)速為36 m/s時鋼桶和各節(jié)鋼管的傾斜角度、錨鏈形狀和浮標(biāo)的游動區(qū)域。

二、模型的建立

2.1模型準(zhǔn)備

1. 風(fēng)力的確定

三、模型的應(yīng)用及推廣

3.1模型的優(yōu)缺點

1. 模型分析全面，因素考慮細(xì)致全面，計算誤差較小。

2. 模型中對錨鏈的分析查找文獻(xiàn)，選取了不均勻可拉伸的單錨鏈系統(tǒng)的分析角度對其進(jìn)行分析求解，體現(xiàn)了求實性及嚴(yán)謹(jǐn)性。

3.模型中將鋼管和重力球浮力不計，可能會使最后結(jié)果與實際值存在一定的誤差。

3.2模型的推廣和方向

通過應(yīng)用模型對系泊系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，確定錨鏈的型號、長度和重物球的質(zhì)量，使得浮標(biāo)的吃水深度和游動區(qū)域及鋼桶的傾斜角度盡可能小因而使工作效果達(dá)到最好。為人們的海洋探測、資源開發(fā)與氣象觀測提供關(guān)鍵技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 郝春玲，滕斌. 不均勻可拉伸單錨鏈系統(tǒng)的靜力分析[D]. 大連：大連理工大學(xué)，2003.

[2] 潘斌. 浮標(biāo)系泊系統(tǒng)靜力計算[M]. 上海：上海交通大學(xué)，2013.

作者簡介：李國寧，生于1996年12月，漢族，江蘇徐州人，蘭州理工大學(xué)，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化。

（作者單位：蘭州理工大學(xué)）