起重船海浪扰动及补偿系统研究

摘要

随着世界各国能源需求的不断增加以及科技手段的日益进步，各国之间的能源战略竞争变得日趋激烈，海洋能源的开采和远洋运输活动也愈加频繁。在此背景下各国对高质量的海洋工程装备的研究陆续展开。起重船作为货物转运、海洋施工的重要设备，它的可靠性及工作稳定性在很大程度上影响着开采、转运效率和工作安全性。本文以如何对起重船海浪扰动造成的作业偏差进行补偿为出发点，对起重船在海浪扰动下的横摇响应以及带有补偿功能的起重支架的系统结构进行了详细研究和设计。
　　首先，本文对工程船海浪扰动下横摇特性的国内外研究现状以及门型架起吊系统的国内外研究现状进行了详细的调查研究，并对国内外现状进行对比分析。在调查研究的基础上得出我国在理论研究和工程实践方面存在的优势和不足，找到起重船门吊系统研究的重点和补偿设计思路。
　　其次，在理论研究方面针对本文设计重点，着重研究了工程船在海浪激励下的横摇响应特性，为系统的横摇补偿做出理论研究。在工程设计方面根据门型架起吊系统的设计参数要求，提出了系统设计的整体原理和方案并用Solidworks对系统的三维机构进行了建模。同时对门型架关键部件特殊结构进行详细的设计并应用Ansys-Workbench软件进行结构分析，以保证系统对强度、振动性能要求，为安全作业提供可靠依据。
　　对门型架起吊系统进行了关键技术的研究，包括门型架系统的整体控制方案的研究、门型架受力以及液压缸系统的参数化研究、门型架主吊重力势能回收系统研究、横摇补偿参数化研究等，这些研究对完善门型架起吊系统的性能起到了关键作用。
　　最后，对门型架系统的控制包括整体控制策略以及具体控制系统进行了研究，对门型架的主吊、横摇补偿液压系统进行了详细设计，并分析其具体工作过程。应用LMS-AMESim对设计的液压系统进行了仿真研究，保证其工作的可靠性。

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第1章 绪论

1.1引言

1.2 课题研究的目的和意义

1.3船舶横摇运动国内外研究现状

1.4补偿装置的国内外研究现状

1.5本论文的主要研究内容

第2章 工程船海浪扰动下的横摇运动特性研究

2.1引言

2.2船舶横摇运动综述

2.3船舶横摇运动数学建模分析

2.4船舶横摇运动数学模型

2.5船舶横摇运动的MATLAB数值分析

2.6本章小结

第3章 起重设备结构设计及力学分析

3.1引言

3.2 补偿系统方案设计

3.3门型架—补偿系统主要结构设计

3.4 门型架—补偿系统整体结构分析

3.5本章小结

第4章 起重补偿系统关键技术分析

4.1 引言

4.2 门型架控制系统设计

4.3 起重系统液压缸参数化设计

4.4 重力势能回收系统设计

4.5 横摇补偿参数化研究

4.6本章小结

第5章 起重系统控制方案设计

5.1 引言

5.2 起重系统整体控制策略研究

5.3 液压执行系统设计

5.4 液压系统的LMS—AMESim计算机仿真

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢