深海单点系泊海洋浮标锚泊系统研究

摘要

随着世界经济的发展，各国对海洋领域的探索也逐步开展起来了。在广阔的海洋中，各种各样的海洋工程结构物的数量日益的增多。在海洋开发的四五十年里，海洋工程也从最初的近岸领域进军到深远海领域。为了测量收集海洋环境的数据资料，浮标的应用得到了广泛的肯定。在海洋浮标系统中,系泊系统是其重要组成部分，尤其在深远海工作的浮标，浮标锚系的配置和结构形式是保障浮标正常工作的关键部分，是制约海洋开发水深的主要因素。本文根据浮标系统工作海区水深的不同，介绍了浮标系泊系统的方式。同时参照美国NDBC(全国数据浮标中心)的资料，根据浅海、中等深度、深海的不同特点，浮标工作的海域，选择了浮标锚系的方式，即单点的飘带形软结构系泊（或称倒S形）系统。由于本系统要在极限条件下工作，系统受到巨大的风力、浪力、海流和洋流联合作用的流体阻力共同作用，所以对于本系统，浮标系泊系统的安全性要求很高。本文通过静力计算和动力估算作为系统的设计依据，结合迭代法计算，初步的为系缆部件提供了疲劳估算和分析的基础。为了进一步确定能保证锚系安全正常的工作，我们通过水池模拟海洋极限条件，验证了浮标锚系关键部分，尤其是关键部件的接头部分的强度和老损，得到了锚系受力的数值数据。同时对锚系的钢缆接头方式进行了改进，采用了不同于陆地上的常规连接方法，即采用CPS氧化铜无机胶粘接方法，此种连接方法的拉力强度和抗海水腐蚀破坏能力，通过试验验证均大于强于常规连接方法。通过本文的介绍，总结了浮标系泊的方式，并对系泊的结构,结合实际情况进行了改进和创新，作为一种新型的连接方式必定能够得到广泛的使用。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外浮标的发展

1.3 本文研究的内容

第二章 浮标的锚泊系统

2.1浮标锚泊设备概述

2.2浮标系泊的种类

2.3 深海单点系泊方式

2.4 锚泊系统的张力讨论

2.5小结

第三章 深海浮标锚系受力分析与计算

3.1 静力计算

3.2 动力估算

3.3 ABAQUS有限元分析锚系受力

3.4小结

第四章 锚系各部件的参数选择和安全性

4.1 锚系系统设计说明

4.2 锚系参数的选取

4.3 锚系设计的关键技术说明

4.4 小结

第五章 深海锚的选取及浮标的布放方案

5.1 深海锚的选取

5.2 浮标的布放方案

5.3 小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

个人简历

攻读硕士学位期间发表学术论文情况