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太平洋海洋工程舟山有限公司完美实现船舶装备结构分析
摘要本文介绍了船舶装备制造业在研发过程中面临的挑战,并分析其有限元分析的需求。太平洋海洋工程(舟山)有限公司通过Femap with NX Nastran软件进行船体结构分析,全面提高了船体结构安全可靠性,在保证船舶装备质量和安全可靠性的前提下,缩短了研发周期,使得公司能在产品交付时间内完成订单。...
太平洋海洋工程(舟山)有限公司简介
太平洋海洋工程(舟山)有限公司成立于2006年10月,为隶属香港嘉里集团旗下的新加坡太平洋中国集团全资子公司。它是一家致力于为各类特殊海洋工程装备和船舶行业提供维修、改装、新建造业务的公司。2011年3月,第一艘长260米宽43米的散货轮船入坞,标志着公司船厂的正式投产。随后,收货世界上规模最大的415英尺可移动自升式起重平台的制造订单,制造标志着太平洋海洋工程(舟山)有限公司在海洋工程装备和船舶制造水平上已跻身世界前列。
415英尺可移动自升式起重平台效果图
300吨最大起重重量,可起降直升机;415英尺最大起重高度,可进行自动升降旋转操作;1500吨甲板的净负荷能力,可为100人提供住宿;1700平方米露天甲板面积,相当于4个标准篮球场。具有如此规模的“海上钢铁巨兽”是太平洋海洋工程(舟山)有限公司与美国赖文斯顿公司的合作订单中所要建造的415英尺可移动自升式起重平台。
415英尺可移动自升式起重平台是目前世界上规模最大的可移动自升式起重平台,主要用于海洋钻井平台回收转移和油井修理。起重平台的悬臂梁上可装备最新的修井、钻井配套设备和液压式滑动系统,适用于恶劣的海上工作环境。从签约到交付使用,计划耗时22个月完成。世界最大可移动自升式起重平台的成功制造对于太平洋海洋工程(舟山)有限公司的意义十分重大,这是从传统的船舶修造业向高端的新兴海洋工程领域的一次转型,对于提升中国船舶制造技术水平也具有积极作用。
船舶装备制造业面临的挑战与有限元分析需求
然而随着公司造船规模不断扩大,所生产的船舶装备种类不断增多,诸如415英尺可移动自升式起重平台这种“海上钢铁巨兽”的研发制造给太平洋海洋工程(舟山)有限公司提出了一系列难题:
1)船舶装备朝着功能多样化、大吨位的方向发展,设计理念越来越先进,装备结构也越来越复杂,船体上还需装配各种起重设备、液压系统、高速齿轮升降结构等等。复杂的结构难以验证其设计合理性,与一般的制造企业相比船舶行业并不能实现批量生产,一艘船如果造好之后发现设计不合理的地方,必须进行返工修改,这会带来额外的制造成本和工作量,即使一处很小的结构改动有时候也会增加上万美金的成本。所以工程师在设计初期就需要对船体结构特性有充分的认识,尽可能避免设计缺陷。
2)船舶装备工作环境恶劣,各结构部件受到复杂的弯曲应力和剪切应力,可能发生的船舶结构屈曲、弹塑性破坏、疲劳和断裂都给船舶整体质量和安全可靠性带来了挑战,一旦发生事故,会造成巨额的经济损失,甚至威胁船员的人身安全。所以装备的安全可靠性必须得到保障,这对船舶装备材料和结构强度分析提出了很高的要求。
3)船舶装备在运行时,受到包括船体结构、波浪、风力等各种载荷,对于整个船体分析涉及到结构力学、材料力学、流体力学等多学科,需要进行结构分析、校核的项目非常多,从局部到应力计算到整体强度分析、从线性到非线性(几何非线性和材料非线性)结构静力分析、从小变形到大变形问题分析、从整体结构稳定性到局部应力集中分析,单纯运用简单的经验公式和理论计算方法已无法满足要求。
(本文不涉密)
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