安装缆绳对板锚旋转特性影响的大变形有限元分析

摘要

为了分析安装缆绳对吸力嵌入式板锚旋转特性的影响,基于大变形有限元分析技术耦合的欧拉-拉格朗日法,通过用户子程序VUAMP引入缆绳方程,建立板锚-缆绳-海床土三者耦合作用的有限元模型。分析模型土体网格尺寸、摩擦系数和缆绳子程序参数等,确定参数取值,并进行对比验证模型的可行性。在考虑安装缆绳的影响下,分析安装角、偏心比、土体强度和缆绳方程参数等对板锚旋转特性的影响。结果表明:安装角越大,板锚埋深损失越大,板锚的最终方位角越小,且最终方位角与安装角互余;随着偏心比的增大,板锚的埋深损失在减小;偏心比一定时,板锚的埋深损失随着安装角的增大而线性增大;随着土体强度的增大,板锚的埋深损失逐渐增大;当安装角为15°~45°时,板锚埋深损失随着缆绳方程参数增大而增大;安装角大于45°,板锚埋深损失不受缆绳方程参数的影响;安装角不变的情况下,锚板最终方位角随着缆绳方程参数的增大而逐渐减小。研究成果可为海洋系泊系统的发展提供参考。