本项目针对铰接塔-油轮系泊缆以及深海系泊系统,考虑系泊刚度分段线性因素,研究系缆的非线性动力特性;考虑深海系泊缆在极端海洋环境下的松弛-张紧效应,研究松弛-张紧因素引起的系缆的冲击载荷,并开展了实验研究。本项目成果得到了系缆分段恢复刚度引起的系泊系统的运动稳定性、亚谐共振、运动幅值跳跃、分岔及混沌动力学特性,揭示了复原刚度分段光滑系泊系统的破坏机理,给出了考虑分段恢复刚度的系泊系统动张力的计算方法。通过理论分析和试验研究,得到了悬链线和张紧系泊缆的复杂动力特性,给出了系缆发生松弛-张紧的参数域和判别方法,揭示了缆绳松弛-张紧运动时缆绳运动和张力的动力特性,提出了缆绳松弛-张紧运动出现时冲击张力的计算方法。基于细长杆有限元理论,建立了系缆非线性杆单元刚度矩阵,考虑松弛-张紧影响,在Abaqus平台上,开发了系泊缆群的动张力计算程序。本研究成果可以应用于铰接塔-油轮系统的系缆张力计算,指导深海平台系泊系统的规范和标准的制定,在标准或规范中考虑系缆松弛-张紧影响计算分析系缆的强度特性,评估极端风暴环境下系泊系统的安全。
英文主题词Alt-tanker;piecewise stiffness;dynamics behavior;mooring of deep water;snap loads.