船舶气囊下水气囊受力分析和布置优化研究.pdf

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1、．26．造船技术2012年第6期(总第310期)船舶气囊下水气囊受力分析和布置优化研究刘宏亮，夏利娟，余龙(上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240)提要本文根据船舶重力式下水的相关特点，对气囊下水阶段的受力状态进行分析；在此基础上，针对气囊的受压变形量和摩擦力进行研究，分别采用截面积等效法和能量法推导气囊工作高度的计算公式，并与实验值进行比较分析；针对气囊下水所需气囊个数进行推导和计算，采用优化方法中的理想点法对气囊的布置方案进行优化分析；以期对船舶与海洋结构物气囊下水方案的确定提供理论参考依据。关键词气囊下水气囊变形量气囊个数气囊

2、分布间距中圈分类号U671文献标识码ATheStressAnalysisandLayoutoptimizationResearchintheLaunchingbytheGasbagsLIUHong—liang，XIALi—juan，YULong(SchoolofNavalArchitecture，Qcean&CivilEn西neering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)AbstractAccordingtorelevantcharacteristicsofgravity1aunch

3、ing，thestressconditionofgasbagsduringthelaunchingphaseisanalyzedinthispaper．Onthatbasis，thecompres—siondeformationandfrictionofgasbagsisstudied．Thecalculationformulasofgasbagswork—ingheightarederiVedbythecross—sectionalareaequivalentmethodandenergymethodsepa—rately，andtheresu

4、lt。fwhichiscomparedwithtrialvalue．Thenumberofgasbagsduringthelaunchingphaseisderivedandcalculated，andthelayoutplanofgasbagsisoptimizedandana—lyzedbytheideal—pointoptimizationmethod．Thec。nclusionofthispapercanprovideatheo—reticalreferencefortheplandeterminationofgasbagslaunchi

5、ngofshipsandmarineengineer—ings．KeywordsGasbagslaunchingGasbagsdeformationThenumberofthegasbagsDistancedistributionofgasbags引言近年来，气囊下水以其经济高效的特点得到越来越多的应用。2011年70000t散货船气囊下水成功[1]。据中国能源报等相关报道，我国自主研制的CP一300自升式海上钻井平台于2011年11月在盘锦海洋工程装备制造基地辽河人海口运用气囊顺利基金项目：国家自然科学基金资助项目(50909060)；国家自然

6、科学基金资助项目(51009090)。作者简介：刘宏亮(1989一)，男，硕士研究生。完成一F水。对气囊下水中气囊变形和受力的相关研究也取得了一定的进展。如陈邦杆等提出了一种关于气囊摩擦力的计算方法[2]，李玉芬等对气囊进行了相关应力应变计算[3]，贾鹏程等研究了气囊的布置方案[4]，任慧龙等提出了气囊等效弹性支座的计算方法[51等等。本文尝试从气囊基本的受力分析人手，推导出具体的气囊工作高度计算公式，并结合试验测量数据验证计算方法的准确性。在此基础上推导出下水所需气囊个数的计算公式，同时建立气囊布置的优化模型，实现气囊布置的优化。剐宏亮，等：船

7、舶气囊下水气囊受力分析和布置优化研究所谓气囊下水嘲是指在船舶与海洋结构物下水时，先用若干直径较大的支承气囊将结构主体抬高，拆除建造时所用的墩木，再置入滚动气囊，并将支承气囊中的空气放掉，然后利用绞车使承载在滚动气囊上的船舶或海洋结构物移向水域。整个下水过程分成四个阶段。(1)开始滑动到刚与水面接触，被称为岸滑阶段；(2)从与水面接触到开始尾浮，被称为人水阶段；(3)从开始尾浮到完全漂浮，被称为尾浮阶段；(4)从完全漂浮到船舶停止滑行，被称为全浮阶段。在上述几个阶段中，比较典型的船舶与气囊受力是在岸滑阶段和入水尾浮阶段。首先在岸滑阶段，船舶的运动方

8、向与滑道平行，如图1所示，滑道的坡度为p，船舶下水的重力为G．图1岸滑阶段船舶总体受力示意图此时，船舶的重量全部由气囊支撑，随气囊滚动向