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1、．26．造船技術(shù)2012年第6期(總第310期)船舶氣囊下水氣囊受力分析和布置優(yōu)化研究劉宏亮，夏利娟，余龍(上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院，上海200240)提要本文根據(jù)船舶重力式下水的相關(guān)特點(diǎn)，對(duì)氣囊下水階段的受力狀態(tài)進(jìn)行分析；在此基礎(chǔ)上，針對(duì)氣囊的受壓變形量和摩擦力進(jìn)行研究，分別采用截面積等效法和能量法推導(dǎo)氣囊工作高度的計(jì)算公式，并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較分析；針對(duì)氣囊下水所需氣囊個(gè)數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)和計(jì)算，采用優(yōu)化方法中的理想點(diǎn)法對(duì)氣囊的布置方案進(jìn)行優(yōu)化分析；以期對(duì)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物氣囊下水方案的確定提供理論參考依據(jù)。關(guān)鍵詞氣囊下水氣囊變形量氣囊個(gè)數(shù)氣囊
2、分布間距中圈分類(lèi)號(hào)U671文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼ATheStressAnalysisandLayoutoptimizationResearchintheLaunchingbytheGasbagsLIUHong—liang，XIALi—juan，YULong(SchoolofNavalArchitecture，Qcean&CivilEn西neering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)AbstractAccordingtorelevantcharacteristicsofgravity1aunch
3、ing，thestressconditionofgasbagsduringthelaunchingphaseisanalyzedinthispaper．Onthatbasis，thecompres—siondeformationandfrictionofgasbagsisstudied．Thecalculationformulasofgasbagswork—ingheightarederiVedbythecross—sectionalareaequivalentmethodandenergymethodsepa—rately，andtheresu
4、lt。fwhichiscomparedwithtrialvalue．Thenumberofgasbagsduringthelaunchingphaseisderivedandcalculated，andthelayoutplanofgasbagsisoptimizedandana—lyzedbytheideal—pointoptimizationmethod．Thec。nclusionofthispapercanprovideatheo—reticalreferencefortheplandeterminationofgasbagslaunchi
5、ngofshipsandmarineengineer—ings．KeywordsGasbagslaunchingGasbagsdeformationThenumberofthegasbagsDistancedistributionofgasbags引言近年來(lái)，氣囊下水以其經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。2011年70000t散貨船氣囊下水成功[1]。據(jù)中國(guó)能源報(bào)等相關(guān)報(bào)道，我國(guó)自主研制的CP一300自升式海上鉆井平臺(tái)于2011年11月在盤(pán)錦海洋工程裝備制造基地遼河人?？谶\(yùn)用氣囊順利基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50909060)；國(guó)家自然
6、科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51009090)。作者簡(jiǎn)介：劉宏亮(1989一)，男，碩士研究生。完成一F水。對(duì)氣囊下水中氣囊變形和受力的相關(guān)研究也取得了一定的進(jìn)展。如陳邦桿等提出了一種關(guān)于氣囊摩擦力的計(jì)算方法[2]，李玉芬等對(duì)氣囊進(jìn)行了相關(guān)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算[3]，賈鵬程等研究了氣囊的布置方案[4]，任慧龍等提出了氣囊等效彈性支座的計(jì)算方法[51等等。本文嘗試從氣囊基本的受力分析人手，推導(dǎo)出具體的氣囊工作高度計(jì)算公式，并結(jié)合試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)驗(yàn)證計(jì)算方法的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出下水所需氣囊個(gè)數(shù)的計(jì)算公式，同時(shí)建立氣囊布置的優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)氣囊布置的優(yōu)化。剮宏亮，等：船
7、舶氣囊下水氣囊受力分析和布置優(yōu)化研究所謂氣囊下水嘲是指在船舶與海洋結(jié)構(gòu)物下水時(shí)，先用若干直徑較大的支承氣囊將結(jié)構(gòu)主體抬高，拆除建造時(shí)所用的墩木，再置入滾動(dòng)氣囊，并將支承氣囊中的空氣放掉，然后利用絞車(chē)使承載在滾動(dòng)氣囊上的船舶或海洋結(jié)構(gòu)物移向水域。整個(gè)下水過(guò)程分成四個(gè)階段。(1)開(kāi)始滑動(dòng)到剛與水面接觸，被稱(chēng)為岸滑階段；(2)從與水面接觸到開(kāi)始尾浮，被稱(chēng)為人水階段；(3)從開(kāi)始尾浮到完全漂浮，被稱(chēng)為尾浮階段；(4)從完全漂浮到船舶停止滑行，被稱(chēng)為全浮階段。在上述幾個(gè)階段中，比較典型的船舶與氣囊受力是在岸滑階段和入水尾浮階段。首先在岸滑階段，船舶的運(yùn)動(dòng)方
8、向與滑道平行，如圖1所示，滑道的坡度為p，船舶下水的重力為G．圖1岸滑階段船舶總體受力示意圖此時(shí)，船舶的重量全部由氣囊支撐，隨氣囊滾動(dòng)向
