4 500 t油船錨機絞車基座結構強度分析及拓撲優化

趙世發, 竇培林, 李 秀, 袁洪濤, 李永正, 陳慧敏

(江蘇科技大學 船舶與海洋工程學院，江蘇 鎮江 212100)

0 引 言

錨機的主要作用是對船舶進行定位、制動及使船舶穩定地停靠在碼頭，增強船舶在運行過程中的安全性和停泊時刻的穩定性[1]。目前，在大噸位油船中必不可少的舾裝設備是錨機和絞車，這兩個重要的舾裝件主要由錨機機體、絞車組合體及相應的固定船體基座組成，在特殊情況下還需要增加掣鏈器對錨鏈進行作用，即掣鏈器固定在錨機和錨鏈筒之間，與錨鏈輪分離，承受在收錨和錨泊時錨與錨鏈的拉力。錨機長期處于極度惡劣的工作環境，除受到自身產生的重力所造成的支撐力外，還受到在特殊環境中左右舷甲板上浪產生的作用力，同時還需承受在錨泊作用下錨鏈的拉伸載荷[2]。錨機基座是錨機絞車與船體相互固定的連接件。在極端惡劣的工作環境下，對于基座的結構強度要求非常高，因此在完成基座設計后，須對基座的結構強度進行校核[3-4]。國內外錨機絞車基座的研究設計均涉及仿真技術和有限元分析法。由于船體甲板舾裝件結構的輕量化可減少船體承重，因此在錨機絞車基座生產的過程中常采用各種結構優化方法[5]，其中，拓撲優化方法在結構優化方法中廣受歡迎。文獻[6]～文獻[9]采用拓撲優化的方法對錨機滾筒軸和船體局部結構進行優化，累積大量的工作數據，并總結相關的工作經驗，取得較好的成果。

以……