l in engineering,Key Words:Revolving Floating Crane;Visual Simulation;OpenGl4 Code Programming 独创性说明 作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果.尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:燃 日期:龟噬:!卫 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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作者签名:丛盔笙 导师签名:三墼竭,霞—— !翌壁年上月—』己日 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 1.1研究背景与意义 1.1.1起重船的需求与发展 海洋蕴藏着丰富的可供人类生存、生活的资源,如:石油资源,动力资源,化工、 生物资源等。
海洋是人类科研开发的重要领域。
目前,全球对海洋的开发利用已经进入 了日趋完善和成熟的阶段。
根据统计,21世纪将是一个海洋开发利用空前迅猛发展的 世纪,这种开发也将是全方位的,这种开发利用主要集中在以下方面11】: (1)海底石油资源的开发利用; (2)海底矿物资源的开发利用; (3)海水及其所含物质资源的开发利用; (4)海洋作为交通、通讯通道的利用; (5)海洋资源(包括波能、潮汐能、温差能等)的开发利用: (6)海洋空间的开发利用。
无论对海洋以什么样的形式开发利用都必须以海洋工程设施为桥梁,起重船正是海 洋工程设施建设所必不可少的工程船舶。
起重船不仅是港口船舶装卸、港建水工作业、 造船工程、桥梁建筑、水下救捞的重要工具,而且是全方位开发海洋必不可少的工具。
在国内,自五十年代以来已分别建造了15t至180t的各式中小型起重船,在海港 建设和其它工作中已经发挥它们的作用。
六十年代开始,我国对海洋开发事业,主要是 海上石油勘探给予重视,由于海上油田勘探需要吊装各种固定平台的金属构架,相继建 成了200t全回转起重船和500t固定式起重船。
在当时,200t到500t已被视为大型 起重船。
就现在来说,大型起重船的起吊能力一般不小于500t。
到20世纪末,我国已 建造了起吊能力在l∞ot以上的起重船。
表1.1是国内凡艘具有代表性的莛重船。
表1.1国内具有代表性的起重船o“” Tab.1.1 Some representative types of floating cranes in China 船名』:;i;i:就^。
,m e,m。
,m a,m 说明华天龙号 167.5 48 16.5 11.5 国内设计国内建造 蓝疆号 157.5 48 12.50 8 嗣外设计国内建造沪救捞3号 103.6 16.03 7.9 5.07 日本设计建造 嬲意~咖娜w|吴渤 大力号 100 38 9 5.20 日本设计建造 德瀛号 115 45 9 6.8 日本设计建造 全回转起重船的实时运动仿真研究 勇士号 1000/ 104 25.4 7.75 4.0 日本设计建造 南天龙 900/450 100 30 8 4.1 国内设计国内建造 在国外,二十世纪四十年代,随着集装箱和叉式起重机在船舶货运中的广泛应用,人们已经开始研究改造起重船。
到了五十年代末,各工业国家为了解决能源问题,大力发展海上石油勘探和开采事业,海上移动式和固定式建筑越来越多。
为了尽量缩短海上建造安装时间,以降低外海作业受风浪袭击的风险,减少因受风浪袭击造成的“窝工”损失。
而且,这类工程结构组件的尺度和重量越来越大,因此需要大型的起重船。
从六十年代初的200t至七十年代初的600t,再至1974年的2000t全回转起重船,1978年已建成3000t起重量的全回转起重船了。
现今,在北海有12000t和14000t起重量的起重船。
表1.2列出日本的几艘起重船的主尺度16】。
据韩国网站(www.sea007korea.com)最近的部分统计:日本有千吨起吊能力以上的起重船24艘,韩国的七家公司有15艘起重船(50.2000t),新加坡的Hong Hang Group有11艘(100t一500t),比利时的Jan De Nul、荷兰的Van Oord ACZ、挪威的Odegaard Berging A/S各有2艘,德国的Bugsier、英国的Humber Work Boats Limited各有3艘,希腊的Tsavliris有1艘。
表1.2 日本的几艘起重船”1 Tab.1.2 Reference of floating cranes in Japan 我国的经济正处于持续高速发展阶段,大型海上工程如跨海大桥的建设方兴未艾,海洋油气开发项目也持续不断,除了海上设备安装之外,平台拆除也提上议事日程,从708所为中海油进行“海上平台拆除技术研究”课题时获悉,我国有近百座海上建筑物已进入拆除计划。
这些海上工程的施工,都需要大型起重船作业。
我国正与日本上世纪80、90年代相仿,进入了海上工程的高峰。
当时日本建造了一大批大中型起重船,至1997年,日本共计拥有832艘起重船。
我国目前的起重船仅数10艘,而大型起重船(起重量>1 000 t1连900 t的“南天龙”在内也不过5~6艘,因此起重船发展的空间还相当大。
而对起重船的技术要求比当时日本更高,如安装起重量超过4 000 t旋转起重机的起 大连理工大学硕士学位论文重船,当年日本就没有建造。
因此,开展大型起重船的开发研究,是符合市场需求方向的。
1,1.2起重船的技术特点 起重船是技术形态较复杂的工程船,除了涵盖常规船舶的技术特点外,还具有特殊的性能和要求。
(1)起重船总体特点同 起重船与常规船在线型、主尺度和装载上有很大的差别; ①甲板面积大,以便安装起重机。
②船舶宽度与吃水之比也远远超出常规船,起重船一般为6~14,常规船约为2旬。
③起重船船型以箱型居多。
④起重船由于甲板上安装起重机,其重心比常规船高出很多,重心距基线高与吃水之比约为1.5—6,而常规船为1左右。
(2)起重船稳性特点16J 起重船稳的稳性特点是由其作业的特殊性决定的: ①在极短时间内起吊数千吨重物,即在短时间内船舶排水量急剧增加数千吨之多。
②按规范,起吊重物的重心要算在吊钩以上的滑轮心轴上,该点距水面数十米, 甚至上百米,使全船的重心一下提高很多,对船舶稳性极其不利。
③起重重物的重量与吊幅的乘积产生巨大的倾覆力矩,对浮态产生很大影响(而且是在数分钟内发生),静横倾角可能达到74—8。
甚至更大。
为了使船舶处于安全浮态(一般横倾<5。
,纵倾<2。
),必须在反向加载大量压载水以部分抵消起吊重物产生的横倾力矩,这样一来,船舶的排水量及吃水再度增加。
④回转起重机在船的两舷带载回转时,巨大的倾覆力矩在短时间内反向,原来的压载水也必须迅速地反向调载,否则会造成船舶倾斜加剧,并使回转机构处于下坡运转状态,这是非常危险的。
为了迅速地调载,大起重船的压载泵容量都比较大,如4000t(回转1起重船的压载泵容量为4×2200m弧。
分析以上这些因素的影响,由于起重船稳性的特殊要求,再加上目前,起重船在实际作业过程中,往往是根据操作手册或者依据
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