关于锚泊线表观张力若干问题的分析

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铺排船锚泊线分析与设计

圆柱正方柱
图１铺排船沉排锚泊示意图
锚泊线的张力Ｆ在船横移方向的分力ＦｓｉＪｎ９与水平外力Ｒ相等，有：ＺＦｓ，有：则Ｒ／ — ｉｎ即
Ｆ—Ｒ／ｓ。２ｉ业时，过移船绞车收缩锚索使船舶横向移船，通
实现连续铺排作业。因此对铺排船的锚泊系统进
行分析对于保证铺排船的锚泊安全及顺利作业有着十分重要的意义及较高的实践价值。
本文拟对铺排船的锚泊系统展开分析，算计出铺排船铺排作业时的环境对铺排船船体和铺排
工作设备以及软体排所作用的力，合计算出该综
条件下锚泊系统所受到的环境载荷，并对锚泊线
可不予计算。二阶平均波浪漂移力是二阶波浪力中的定常部分，风力、流力一样也是静态力，和水
一
进行分析计算，结合环境载荷以及悬链线方程计
工学院出版社，１８．９４
［］周泽华，４魏庆同．金属切削原理及刀具设计［．上Ｍ］
海：海科学技术出版社，１７．上９９
ｌ８Ｏ
文
艳
刘家新：排船锚泊线分析与设计铺
２１０１年第６期
式中：为有义波高，』Ｈｍ；Ｄ为水的密度，ｇｍ。ｋ／；ｇ为重力加速度，ｓ；为系数；为船宽，ｍ／。ＫＢｍ；口为浪向角，。。（）１２风载荷计算．风是影响船舶航海性能的最重要的外部因素之一，当前的船舶耐波性、纵性的定量分析及在操

2024年张力放线中故障的预防和处(三篇)

2024年张力放线中故障的预防和处1.张力放线中往往会出现一些故障(严重者为事故)，这些故障包括两部分：一部分是放线机械和连接元件引起的，即机械故障；一部分是由于布置和操作不当引起的，即操作故障。

2.针对放线中出现的一些故障，制定预防措施是张力放线中的重要环节。

因为故障的后果危害很大；轻者将导致导线损伤，机械损坏，重者可能会导致人员伤亡等。

3.张力放线施工中一旦出现异常或故障，应立即停止牵引，查明故障原因并排除后再继续牵引。

4.由于张力放线中，牵张设备本身会有各种故障。

这些故障应有专业修理人员查明原因，进行修理。

本技措不作介绍。

5.本节针对下列一些可能出现的故障提出预防措施及处理办法：5.1 牵引板翻转。

5.2 牵引板或平衡锤撞击放线滑车或瓷瓶。

5.3 绳或线跳槽。

5.4 跑线。

5.5 同相瓷瓶串互相碰撞。

5.6 导线鼓包。

6.牵引板翻转的预防措施及处理办法6.1 预防牵引板翻转，应采取下列措施：(1)与牵引板连接的旋转连接器必须转动灵活，零件不得破损。

(2)在张力机出口处的牵引板必须保持水平状态，以张力机调整各子导线张力一致。

(3)平衡锤的悬挂方式必须正确，重量必须符合规定。

(4)牵引板临近转角塔的放线滑车时，应调整其倾斜度与滑车倾斜度一致。

其方法是一方面调整子导线张力，一方面用手扳葫芦调整滑车倾斜角，使二者一致。

(5)牵引板在牵引过程中应监视其水平状态，发现异常应向指挥员报告并及时调整。

6.2发生牵引板翻转故障时应按下列程序处理：(1)命令牵、张机停机。

(2)查明原因。

查清翻转方向及各子导线松紧程度。

(3)调整子导线张力，从低张力的子导线逐条调整。

(4)各子导线张力基本平衡后，登上牵引板临近的靠后侧一基塔上翻转导线使牵引板恢复原来水平状态。

(5)若无法翻转导线时，可慢速牵引，使牵引板到达其临近的前塔放线滑车处，登塔翻转牵引板(翻转时应借助手扳葫芦或双钩)，使其恢复正常。

7.牵引板或平衡锤撞击滑车横梁或瓷瓶的预防措施及处理办法：7.1 牵引板或平衡锤撞击滑车横梁及瓷瓶的预防措施：(1)相邻杆塔的导线悬挂点高差过大时，应在低侧的铁塔上悬挂双滑车，改善牵引板进出放线滑车的倾斜角。

锚泊系统受力分析

锚泊系统受力分析
锚泊系统是码头工程的重要组成部分,而锚链设计又是锚泊系统的核心内容,要确定锚链的锚泊长度及其布置形式,首先必须分析锚链的内力。

因此,锚链的受力分析是确定锚泊系统的必备工作。

规范有关锚链的计算方法源于悬链曲线理论。

在实际工程当中,很多情况下用抛物线近似理论来计算锚链的内力,但是抛物线理论的误差大小及使用范围,还没有作系统的分析。

本论文将以悬链曲线理论为基础,通过无量纲计算,较为详细地比较两种理论之间的差异以及抛物线理论的适用范围。

为了充分利用锚链的特性,本论文系统地介绍一种特殊的锚链结构—有荷重锚链。

通过计算得出,当悬块置于跨中时,锚链的水平分力和竖向分力同时达到最大值。

所以适当的选择荷重位置,既可以缩短锚链的总长度,又可以增大锚链的张力,从而有效地控制船舶的稳定性,同时也提高了经济效益。

对于有荷重块和无荷重块的单锚系统,特别是多锚系统,如何确定锚链的总长度和初张力,是一个很重要的问题,本论文仍将以悬链理论为基础,编制了无荷重锚链和有荷重锚链的初张力和系统恢复力的计算程序。

这些成果可应用于实际工程的设计,希望本论文所作的工作能为实际工程提供有用的参考和帮助。

恒张力放线存在的问题及解决方案

恒张力放线存在的问题及解决方案摘要：通过对接触网恒张力放线原理和施工中存在的问题分析总结，提出放线架设计数量、安装等改进建议，避免接触网架设过程中对线索造成折弯和扭面等质量缺陷；提出用钢绞线作为牵引绳，解决施工中线索预留长度的技术方案，以达到减少浪费、降低成本。

关键词：恒张力；放线施工；问题；预留长度；建议1 引言高速接触网是构成高速电气化铁路的基本条件之一，弓网关系的好坏将直接关系到电力机车稳定取流，而保证接触线的架设质量是保证弓网关系的首要条件，也是电气化施工中质量控制的重要的环节。

随着铁路大提速和高速客专进入实施，恒张力放线在施工中普遍采用。

根据实际施工情况就恒张力放线存在的问题进行分析和提出解决方案的建议。

2 恒张力放线原理根据接触网的设计额定张力，放线前在微机中预设好线索的控制张力，控制张力通过（双摩擦轮）张力盘微机控制机构来实现。

放线施工前将接触网承力索、接触线在张力盘上缠绕6圈，穿过抬拨线柱导向轮组进行展放。

架线过程中，张力盘微机控制机构对线索的控制张力进行全程检测（吉斯玛通过在抬拨线柱的导向滑轮上安装传感器进行检测；泰斯米克是通过设计在张力盘控制系统中的COMS系统自动检测线索张力），并根据微机检测结果及时进行自动调节，保证线索控制张力始终恒定预设值。

控制张力不受车组的起动、行走和停止及车组速度等影响。

恒张力放线施工能够有效避免接触线硬弯、扭面等缺陷，保证接触网质量，放线施工完毕，不需要紧线即可直接按照设计要求做好落锚施工。

3 恒张力放线施工存在的问题及解决方案3.1 放线架设计的局限性国内采用的恒张力放线车主要是从法国、奥地利、意大利引进的吉斯玛、泰斯米克、普拉塞等车组。

国外电气化施工时间相比国内充足，因此多数恒张力放线车都只有2个放线盘和一个车载吊车。

国内施工由于运输压力大、工期、天窗点时间都非常紧张，尤其是既有线电气化改造、既有电化改造，复线改造上、下行连续封锁线路施工，2个放线盘很难满足施工需要，造成昂贵车组不能充分发挥其作用和浪费有限的封锁时间。

张力放线中故障的预防和处理范文

张力放线中故障的预防和处理范文预防和处理张力放线中的故障摘要：张力放线是一种用于光缆敷设的重要工艺。

在张力放线的过程中，可能会出现各种故障，如光缆损坏、张力不均匀等。

这些故障会影响光缆敷设的质量和效率，因此必须采取措施进行预防和处理。

本文将讨论如何预防和处理张力放线中的故障，包括人员培训、设备检修、操作规范等。

通过合理的预防和处理措施，可以降低故障发生的概率，提高光缆敷设的质量和效率。

一、引言张力放线是光缆敷设的重要工艺之一，它可以保证光缆的张力均匀分布，避免光缆被拉断或损坏。

然而，在张力放线的过程中，可能会出现各种故障，如光缆被剪断、张力不均匀等。

这些故障会影响光缆敷设的质量和效率，甚至导致光缆无法正常使用。

因此，预防和处理张力放线中的故障是非常重要的。

二、预防张力放线中的故障1. 培训操作人员操作人员是张力放线过程中的关键因素，他们的技能和经验将直接影响到放线的质量和效果。

因此，必须对操作人员进行专业的培训，使其熟悉张力放线的操作流程和注意事项。

培训内容包括：光缆的特性、操作工具的使用方法、张力控制的原理和方法等。

通过培训，可以提高操作人员的技能水平，减少操作失误和故障发生的概率。

2. 检修设备在张力放线之前，必须对放线设备进行检修和维护。

检修内容包括：检查设备的机械结构是否完好、电气系统是否正常工作、传动系统是否灵活等。

如果发现设备存在问题，必须及时修复或更换。

只有保证设备的良好状态，才能避免因设备故障引起的放线问题。

3. 制定操作规范制定详细的操作规范对预防放线故障非常重要。

操作规范应包括以下内容：放线前的准备工作、光缆的固定方法、张力放线的控制要求、遇到问题的处理方法等。

操作人员必须按照规范执行操作，不得随意更改操作方法或忽视操作要求。

只有确保严格遵守操作规范，才能保证放线的质量和效果。

4. 加强质量监控质量监控是预防放线故障的重要手段。

监控内容包括：张力的测量、光缆的质量检测、放线速度的调节等。

串联浮筒多组分锚泊线松弛-张紧特性分析

!第!"卷!第!期!#$#"年!月中国海洋大学学报%&'()*(+,-).)+&,/0/(1&'2(34).+5(/,!"!!"#6E E !6!E 89:$#$#"串联浮筒多组分锚泊线松弛J张紧特性分析"马佳鹏李效民"" 郭海燕!中国海洋大学工程学院$山东青岛#<<6$$"摘!要#!为研究松弛J 张紧现象对串联浮筒多组分锚泊线的影响以及规律$本文对其松弛J 张紧特性进行了数值模拟分析&基于向量式有限元!1.(.&"方法$建立了以锚链J 锚缆J 锚链多段锚泊线和浮筒组合而成的多组分锚泊线动力学分析模型$研究了串联浮筒多组分锚泊线的松弛J张紧特性&在顶端水平预张力为定值的条件下$通过改变顶端纵荡激励的振幅和频率以及浮筒的浮重)位置和数量$预测串联浮筒多组分锚泊线的松弛J 张紧现象发生的条件以及规律&结果表明$通过控制顶端激励的频率和振幅以及浮筒的浮重)位置和数量$可以有效降低松弛J 张紧现象的发生$降低串联浮筒多组分锚泊线断裂的风险&关键词#!松弛J 张紧特性%多组分锚泊线%浮筒%纵荡激励%向量式有限元中图法分类号#!30"66;"文献标志码#!,文章编号#!6<=#J !6=E !#$#""$!J 6E E J 66 #!6$;6<E E 6*K;L @M C ;N O P Q ;#$#6$E E 7引用格式#!马佳鹏$李效民$郭海燕;串联浮筒多组分锚泊线松弛J 张紧特性分析+R ,;中国海洋大学学报!自然科学版"$#$#"$!"!!"#6E E J 6!E ;89R C 9]?@T $-C W C 9V I C @$e S V59C :9@;,@9A :B C B V Z Y 9S Y J B A 9L M L N 9[9L Y ?[C B Y C L B V ZI S A Y C J L V I ]V @?@YI V V [C @T A C @?BX C Y N B ?[C ?B Q S V :B +R ,;%?[C V O C L 9A V Z)L ?9@0@C D ?[B C Y :VZ +N C @9$#$#"$!"!!"#6E E J 6!E ;!"!基金项目#国家自然科学基金项目!!67=7#!="%山东省自然科学基金项目!\'#$678&&$"#$\'#$#$8&#<6"资助2S ]]V [Y ?OQ :Y N ?/9Y C V @9A/9Y S [9A2L C ?@L ?.V S @O 9Y C V @V Z+N C @9!!67=7#!="%2N 9@O V @T %[V D C @L C 9A/9Y S [9A2L C ?@L ?.V S @O 9Y C V @!\'#$678&&$"#$\'#$#$8&#<6"收稿日期##$#6J 6#J $<%修订日期##$##J $6J #"作者简介#马佳鹏!677!("$男$硕士生&&J I 9C A #I 9K C 9]?@T "B Y S ;V S L ;?O S ;L @!""!通讯作者#&J I 9C A #A P I $"6F "VS L ;?O S ;L @!!随着石油)天然气等自然资源开采向深海进发$锚泊线作为锚泊系统的重要组成部分$动力特性分析一直是个具有挑战性的研究课题&传统的悬链线式锚泊线具有自重大)水平刚度小的缺点$不适合深海油气平台的固定$因此串联浮筒多组分锚泊线凭借诸多优势得到了广泛应用&深海环境复杂多变$诸如风暴潮和巨浪等$导致油气平台产生剧烈运动$在这个过程中$会造成串联浮筒多组分锚泊线出现局部张力为零的情况$即发生了松弛J 张紧现象&松弛J张紧现象的发生会产生冲击张力$这种冲击张力比一般动态荷载大得多+6,$对串联浮筒多组分锚泊线的结构造成很大破坏$容易造成锚泊线断裂$严重影响锚泊线的使用寿命$因此对串联浮筒多组分锚泊线的松弛J张紧特性研究就显得意义重大&在对锚泊线动力特性分析方面$5S 9@T 等+#,基于质量J 弹簧模型分析预测了锚泊线在松弛J 张紧现象下的冲击载荷$并与实验进行了对比$验证数值模拟的可靠性&%A 9S Y 等+",基于只抗拉不抗压无质量弹簧模型$对刚性锚泊圆柱体进行了分析$发现锚泊线发生松弛J张紧现象时会产生冲击张力&%9B L V 9A 等+E ,研究发现锚泊线在松弛J张紧状态下$跨越了从几何构型到弹性变形的过程&唐友刚等+!,考虑了锚泊线具有黏J弹特性$对深海锚泊线由松弛J 张紧现象引起的冲击荷载进行了分析&张素侠等+<J =,对锚泊线进行实验研究$研究发现在发生松弛J张紧现象时会产生冲击张力$并且分析了锚泊线顶端运动和锚泊线自身特性对冲击张力的影响&曹阳+F,对锚泊线进行了水下冲击载荷的实验研究$分析了不同条件下松弛J 张紧现象发生的条件&%9A I 等+7,开发一种自适应非连续伽辽金法来模拟锚泊线的张力$通过控制该方法中的网格尺寸Q 和多项式阶数2的数值$可以非常准确的计算出因松弛J张紧而产生的冲击张力&在对串联浮筒锚泊线的动力特性分析方面$2N C @等+6$,研究发现当初始预张力不变时$串联浮筒能够造成锚泊线顶部张力和恢复力明显增加&王道能+66,基于锚泊线动力控制方程和浮筒的受力分析$建立了串联浮筒锚泊系统的动力控制方程$通过对方程求解$分析了锚泊线上特殊点的受力情况&89D [9M V B 等+6#,研究了顶端沿锚泊线切向正弦激励下$浮筒不同位置)数量)尺寸对锚泊线动张力的影响$发现浮筒在适当的位置能减小动张力&4S 9@等+6",研究了在锚泊线上串联浮筒和重块下的力学性能$发现浮筒和重块的位置)大小对锚泊线张力影响很大&49@等+6E,研究了在百年一Copyright ©博看网. All Rights Reserved.!期马佳鹏$等#串联浮筒多组分锚泊线松弛J张紧特性分析遇的海况下$浮筒对锚泊线动张力和平台运动的影响&乔东升等+6!,在串联浮筒锚泊线顶端施加水平运动和竖向运动的力$分析并总结了锚泊系统的动张力和阻尼的规律&闫俊等+6<,研究了在锚泊线上串联浮筒对锚泊线阻尼特性的影响&李效民等+6=,通过运用向量式有限元方法对串联浮筒锚泊线静力位形和内力进行了研究$分析了在不同浮筒质量和位置下的形态)张力值和回复力等特性&王瑞华等+6F,研究了不同浮筒参数对锚泊线松弛J张紧现象以及冲击放大系数的影响$但仅仅对浮筒浮重进行了分析&由各种多段线)浮筒组合而成的多组分锚泊系统$具有比单组分锚泊系统更好的优越性+#$,$被认为是最适合应用于深海和恶劣环境的一种锚线形式+67,&它通过改变锚泊线的组成以及串联浮筒参数$可以减小锚泊线的张力&因此多组分锚泊线也被用来扩展到混合系泊系统之中+#6,&串联浮筒对扩大悬链式多组分锚泊线在深水和超水深领域的应用具有重要意义$但是当前人们对串联浮筒多组分锚泊线的松弛J张紧特性还未进行深入研究&因此$本文基于向量式有限元方法$建立底端锚固)顶端做正弦运动的串联浮筒多组分锚泊线动力分析模型$分析不同振幅和频率以及不同浮筒参数下的松弛J张紧现象$得出具有规律性的结论$为海洋浮式平台的稳定和安全提供借鉴和指导意义&6!动力分析模型的建立与求解6;6模型建立向量式有限元方法是将向量力学理论和数值计算进行结合$以此对结构构件进行力学分析&该方法主要概念有点值描述)途径单元和虚拟的逆向运动+##J#",&点值描述是将结构构件离散为有限数量的质点$把空间质点的位置和作用在点上的载荷作为点值描述对象$空间点之间通过内插函数进行计算&途径单元是结构构件上任意空间点在某一时刻的对应位置&在经历一段时间以后到达另一位置所依据的标准化方程+##,&结构构件的运动采用质点运动方程进行描述$由于内力计算和纯变形有关$通过虚拟的逆向运动进行结构构件纯变形的计算$从而求得结构构件内力&如图6所示为串联浮筒多组分锚泊线系统示意图$周围受到波浪)海流等环境荷载作用&把串联浮筒多组分锚泊线离散为一组有限数量的质点$将这些质点从锚泊线的底端到顶端依次编号!见图#"$这些质点通过无质量的杆单元进行连接$并且外力施加到质点上$质点间的内力通过杆单元进行传递$把浮筒浮重假设为一个力F作用在点上&同时$以串联浮筒多组分锚泊线底端为原点$%轴位于锚泊线所在的平面内$=轴与海平面垂直并指向海平面$&轴通过右手法则确定为垂直%A=平面向内&在该模型中油气平台的运动可直接作为边界条件施加到锚泊线的顶端&!,#油气平台)C A9@O T9B]A9Y Z V[I%U#球形浮筒2]N?[C L9A J Q S V:%+#球形浮筒2]N?[C L9A J Q S V:"图6!串联浮筒多组分锚泊系统示意图.C T;6!2L N?I9Y C L O C9T[9IV ZI S A Y C J L V I]V@?@YI V V[C@T B:B Y?IV Z B?[C?B Q S V:B图#!串联浮筒多组分锚泊线向量式有限元模型.C T;#!1?L Y V[Z V[IC@Y[C@B C L Z C@C Y??A?I?@YI V O?A V ZI S A Y C J L V I]V@?@YI V V[C@T A C@?V Z B?[C?B Q S V:B6;#质点控制方程途径单元如图"所示$即某一空间点0在?$到?Z 时间间隔内的运动轨迹和位置向量&其中#$为初始时刻%Z为终结时刻%?6)?#)?")?为?$!?Z之间某一时刻% _(为该空间质点在不同时刻对应的空间位置&取其中一组微段!9为初始时间$?Q为终结时间"&分析此空间质点在该时间段由_-!?9"到_-!?Q"的变化过程&图"!途径单元.C T;"!%9Y N?A?I?@Y!E6Copyright©博看网. All Rights Reserved.中!国!海!洋!大!学!学!报#$#"年!!对空间问题$质点有"个平移自由度$考虑结构阻尼$各点遵循牛顿定律$质点的控制方程为#!C 0O #O ?##0&0'0789:a (0%(0&(0=789:c 6+(a6((%((&((=789:'(c )(%)(&)(=789:;<0&!6"式中#C 0是0质点和与之相连杆单元的等效质量之和%#0)&0)'0为0质点的位置向量%(0是直接作用在质点0上的集中外力%((%)((&)((=是杆单元提供的%轴方向等效外力)&轴方向的等效外力)=轴方向的等效外力%)(%))(&))(=是杆单元提供的%轴方向等效内力)&轴方向的等效内力)=轴方向的等效内力%+是与质点相连接杆单元数目&6;"结构单元变形和内力计算途径单元将杆件的变形过程分解为一系列时间点的集合$单独对时间片段进行求解$每个结构单元都是相对独立的$这样便可以用小变位和小变形理论分析大变形问题&多组分锚泊线结构单元的内力求解与纯变形相关联$向量式有限元通过虚拟的逆向运动来处理纯变形$通过建立局部坐标系同时利用虚功原理计算内力的大小和方向$再经过正向运动让内力回到原来的位置&图E 为单元的逆向运动示意图$初始时刻?9的位置为96A 9#$以?9位置为基础构架$途径单元!?9J ?Q "内在任意时刻的位置向量发生平移!f "6"和转动!f '"内的逆向运动得到杆件的纯变形&图E !单元的逆向运动示意图.C T ;E !2L N ?I 9Y C L O C 9T[9IV Z [?D ?[B ?I V D ?I ?@Y V Z S @C Y !!锚泊线作为柔性结构构件$杆件的轴力根据材料力学相关理论进行计算得到#*)`f #J `J */$&!#"式中#*为弹性模量%/$为单元长度% 为单元变形%J 为单元截面积%将式!#"写成节点内力#*)6`*)6$$a f 6!f *+%"`f !#!$"J "f J */$+,*+%*)#`*)#$$a f 6!a *+%"`a !#!$"J "a J */$+,*+%&'(=;<&!""式中#*)6和*)#分别是虚拟杆件的节点96O )9#O 在时刻的内力向量%*)6$$和*)#$$分别为969和9#9的节点内力&最后通过正向运动回到初始位置$从而求得时刻的节点内力#f )6`)#`6!+"6`!#$J "a f 6`!#$J "a J */$! "&'(&!E "式中)6和)#分别指质点提供的杆件元节点96和9#的内力&6;E 水动力荷载锚泊线的长度远大于自身直径$波浪和海流对锚泊线的作用力主要是黏滞效应引起的拖曳力和附加质量效应引起的惯性力组成$因此采用莫里森方程计算水动力+#E J #!,$作用于锚泊线上的波浪和海流作用可以等效到锚泊线各质点上$对单位长度锚泊线所受到的水动力为#)B ?9`!B ?9J ,-@a '.!B ?9!,-@f g -"a $G !!B ?9'O P !-@f h -"-@f h -&!!"式中#)$@.是水动力%8$@.是海水密度%,是锚泊线横截面积,`-*#*E %*是锚泊线直径%-@),-@分别是倾斜锚泊线法线方向的水质点速度矢量和加速度矢量%,.)/.分别是正交方向锚泊线速度矢量和加速度矢量%'9)'O 分别是附加质量系数和拖曳力系数&6;!控制方程的求解为了避免隐式差分可能带来的迭代和收敛等问题$本文采用中央差分的显式时间积分法$对质点运动循环和内力循环进行计算&求解步骤分为三步#首先由0点第+f 6步和第+步的位移向量0+f 6$0)0+$0计算出第+a 6步位移向量0+a 6$0%其次根据0+f 6$0计算该点空间点上作用的内力%然后用第+步代替第+f 6步$用+a 6步代替+步$更新位置向前$重复上述步骤$循环计算$直至完成分析$计算流程图如图!所示&质点的速度和加速度为#,00`,0+a 6$0f ,0+f 6$0#Q $/00`0+a 6$0a 0+f 6$0f #0+$0Q#&!<"式中#0+f 6$0)0+$0)0+a 6$0分别为0质点在第+f 6步)+步)+a 6步的位移%Q 为时间步长&将式!<"带入式!6"可得对应的拆分公式##+a 6$0&+a 6$0'+a 6$0789:`#'6#+$0&+$0'+$0789:f '##+f 6$0&+f 6$0'+f 6$0789:a '6Q #)P Y $0%)?P Y $0&)P Y $0=789:a )C @Y $0%)C @Y $0&)C @Y $0=789:'(;<H C f 60&!="式中#'6`6*!6a .Q *#"%'#`'6*!6f .Q *#"%.为阻尼系数%)?P Y $0))C @Y $0分别为质点0所受到的外力和内力&<E 6Copyright ©博看网. All Rights Reserved.!期马佳鹏$等#串联浮筒多组分锚泊线松弛J张紧特性分析图!!向量式有限元计算流程图.C T;!!+9A L S A 9Y C V @][V L ?B B V Z D ?L Y V [Z V [IC @Y [C @B C L Z C @C Y ??A ?I ?@Y #!串联浮筒多组分锚泊线松弛J 张紧特性分析#;6算例验证为了验证本文模型的有效性$首先进行算例对比分析&基于锚泊线的基本参数!见表6"$计算顶端纵荡激励下锚泊线的位移和张力&图<!9"是悬链式锚泊线试验示意图$在试验中U 9[[?[9考虑了顶端纵荡激励$其中纵荡振幅为$G $=!I $纵荡周期分别为6G !F 和"G 6<B &图<!Q "展示的是周期为"G 6<B 时顶点张力时程图$图<!L "!!Z "分别展示的是周期为6G !F B 时距顶端$`$G #I 处水平位移$$`$G E I 处水平位移$`$G <I 处竖向位移和$`$G FI 处竖向位移时程图$并且从表#可以得知$位移最大误差范围未超过!g &因此可以得出$本文基于向量式有限元方法计算的锚泊线张力和位移数值模拟结果与U 9[[?[9的试验结果吻合度较高$验证了本文模型的准确性和有效性&表6!锚泊线的基本参数 #<39Q A ?6!U 9B C L ]9[9I ?Y ?[B V ZI V V [C @TA C @?+#<,参数%9[9I ?Y ?[总长3V Y 9A A ?@TY N 水深>9Y ?[O ?]Y N 初始水平位置(@C Y C 9A N V [C d V @Y 9A ]V B C Y C V @初始垂直位置(@C Y C 9A D ?[Y C L 9A]V B C Y C V @空气中单位质量0@C YI 9B B C @9C [单位湿重0@C YX ?YX ?C TN Y 直径*C 9I ?Y ?[弹性模量&A 9B Y C L I V O S A S B水质量密度>9Y ?[I 9B B O ?@B C Y :数值19A S ?=;"$!I 6;#I <;7=I6;#I$;6<#M T *I 6;E $#/*I $;$$!#I ==;#e %96$#!M T*I "图<!向量式有限元模拟和试验结果对比.C T ;<!+V I ]9[C B V @Q ?Y X ??@D ?L Y V [Z V [IC @Y [C @B C L Z C @C Y ??A ?I ?@Y B C I S A 9Y C V @9@O Y ?B Y [?B S A Y B =E 6Copyright ©博看网. All Rights Reserved.中!国!海!洋!大!学!学!报#$#"年表#!向量式有限元模拟和试验位移结果对比39Q A?#!+V I]9[C B V@V Z O C B]A9L?I?@Y[?B S A Y B Q?Y X??@D?L Y V[Z V[IC@Y[C@B C L Z C@C Y??A?I?@Y B C I S A9Y C V@9@O Y?B Y标记点89[M]V C@Y 参数%9[9I?Y?[向量式有限元1.(.&*I试验数据&P]?[C I?@Y9A O9Y9*I误差&[[V[*g标记点89[M]V C@Y6!$`$;#"位移最大值*C B]A9L?I?@YI9P C I S I<;F F$<;F<"$;#E F 振幅,I]A C Y S O?$;66=$;66F f$;F E=标记点89[M]V C@Y#!$`$;E"位移最大值*C B]A9L?I?@YI9P C I S I<;=6$<;<76$;#F E 振幅,I]A C Y S O?$;$F E$;$F=f";E E F标记点89[M]V C@Y"!$`$;<"位移最大值*C B]A9L?I?@YI9P C I S I$;F=6$;F7!f#;<F#振幅,I]A C Y S O?$;66!$;66<f$;F<#标记点89[M]V C@Y E!$`$;F"位移最大值*C B]A9L?I?@YI9P C I S I$;==6$;F$E f E;6$E 振幅,I]A C Y S O?$;6!#$;6!"f$;<!E#;#计算结果及分析以某深海平台锚泊线为研究对象$该锚泊线由下部锚链)中部锚缆和上部锚链+#=,以及浮筒组合而成$多组分锚泊线具体参数如表"所示$浮筒参数如表E所示&根据文献+6#,确定浮筒浮重参数和位置&根据文献+#F,设置波浪)波高为"I%波周期为6#B%均匀海流速度为$G!I*B$海流速度沿%轴方向&在锚泊线顶端施加正弦水平位移_!?"`J B C@!%?"$方向沿%轴$分析不同振幅和频率以及不同浮筒参数下多组分锚泊线松弛J张紧特性&表"!多组分锚泊线的基本参数39Q A?"!U9B C L]9[9I?Y?[B V ZI S A Y C J L V I]V@?@YI V V[C@T A C@?参数%9[9I?Y?[长度-?@T Y N*I弹性模量&A9B Y C LI V O S A S B*8%9空气中单位质量0@C YI9B BC@9C[*!M T*I"单位湿重0@C YX?YX?C T N Y*!M/*I"法向拖曳力系数/V[I9AO[9T Z V[L?L V?Z Z C L C?@Y轴向拖曳力系数,P C9A O[9TZ V[L?L V?Z Z C L C?@Y法向附加质量系数/V[I9A9O O?OI9B BL V?Z Z C L C?@Y轴向附加质量系数,P C9A9O O?OI9B BL V?Z Z C L C?@Y直径*C9I?Y?[*I下段!锚链"-V X?[B?L Y C V@!9@L N V[L N9C@"76E;E6;#!H6$!6E=;$F6"=7;F$#;E6;6!6;$$;!$;$F7中段!锚缆"8C O O A?B?L Y C V@!9@L N V[L9Q A?"66#=;F6;66H6$!E6;"F"E";#"6;#$;$$F6;$$;$$;$F7上段!锚链"0]]?[B?L Y C V@!9@L N V[L N9C@"E!;=6;#F H6$!6E=;$F6"=7;F$#;E6;6!6;$$;!$;$F7表E!浮筒参数39Q A?E!U S V:B]9[9I?Y?[B浮筒类型3:]?V Z Q S V:浮重.A V9Y C@TX?C T N Y*M/浮筒位置%V B C Y C V@V Z Q S V:浮筒位置到顶端的距离*C B Y9@L?Z[V IY N?]V B C Y C V@V Z Q S V:Y V Y N?Y V]*I浮筒*U S V:*#F6;F2*"6";#浮筒1U S V:1E<7;=21!##;$浮筒+U S V:+F E!;!2+F"!;#!!本文为了详细解释松弛J张紧现象$使串联浮筒多组分锚泊线顶端激励振幅J`6#I)激励频率%` 6G6[9O*B的运动$串联浮筒*并且使其位于2*处$计算得到锚泊线的最小张力值!见图="&从图=可以发现串联浮筒多组分锚泊线底端区域出现了最小张力值$!即发生松弛J张紧现象"$最大张力值同静态时张力值相比有了大幅度增加&进而计算出底端点静态与动态的张力和整条锚泊线的冲击放大系数!见图F"&冲击放大系数(是锚泊线的最大动张力D I9P与锚泊线静张力D L的比值+6,$反映锚泊线的冲击强度#FE6Copyright©博看网. All Rights Reserved.!期马佳鹏$等#串联浮筒多组分锚泊线松弛J张紧特性分析(`D I 9PD L&!F"图=!松弛J 张紧现象.C T;=!39S Y J B A 9L M ]N ?@V I ?@V@图F !动态与静态对比.C T ;F !+V I ]9[C B V @V Z O :@9I C L 9@O B Y 9Y C L !!从图F!9"可知$在顶端激励下底端张力出现周期性零张力$在零张力的位置附近有突变的尖峰$最大张力达到"!$$M /$可以判断多组分锚泊线底端部分单元发生了松弛J 张紧现象&松弛J张紧现象的发生导致张力幅值变化增大$最大张力比静态张力大E G <倍左右&与此同时$从图F !Q "可知底端部分单元冲击张力系数是静态冲击张力系数的!倍左右$产生较大的冲击张力$由此可见松弛J 张紧现象对串联浮筒锚泊线危害巨大&#;#;6浮体纵荡运动结果分析!!在多组分锚泊线顶端水平方向施加使其做正弦运动的力$由于浮式平台垂荡)横荡相比纵荡较小$故本文未考虑其对锚线松弛J 张紧特性的影响&根据深海波浪的频率范围和浮式平台实际运动范围$串联浮筒多组分锚泊线顶端水平运动幅值J 为!!6!I )频率%为$G !!6G "[9O *B +6F,&研究激励频率相同振幅不同以及振幅相同频率不同的工况&研究串联浮筒多组分锚泊线松弛J 张紧现象随顶端激励振幅的变化时$使激励频率%固定为6G 6[9O *B $激励振幅J 的取值为F !6EI $并以#I 的间隔增加$设置了E 组工况%研究串联浮筒多组分锚泊线随顶端激励频率的变化时$使激励振幅固定J 为6#I $激励频率取值%为$G =!6G "[9O *B $并以$G #[9O *B 的间隔增加$设置了E 组工况&限于篇幅$仅给出串联浮筒*位于2*的计算结果进行说明$其他串联浮筒同此计算结果趋势基本一样&从图7!9")图6$!9"可知$最小张力值为$!即出现松弛J张紧现象"是先从底端位置开始出现的$主要原因是多组分锚泊线预张力从顶端到底端依次下降$预张力越小$发生松弛J 张紧现象的概率越大&并且在不同成分锚泊线节点和串联浮筒位置处$可以明显观察到最小张力值降低$这说明多组分锚泊线比单组分锚泊线更能有效降低张力值$提高承载能力&从整体分析来看$随着激励频率和激励振幅的增加$松弛J 张紧长度呈增加趋势&如图6$!9"所示$在激励振幅J `6#I $激励频率%`$G =[9O *B 时$可以发现串联浮筒多组分锚泊线最小张力值在$M /以上$即未发生松弛J张紧现象&但是当激励频率%`6G "[9O *B 时$锚泊线从底端位置向上近=!$I 长度发生松弛J张紧现象$与此同时顶端最小张力值趋于$$如果激励频率继续增加$顶端部分单元将发生松弛J张紧现象$这比底端部分单元发生松弛J 张紧现象危害更大&从图7!Q ")6$!Q "可知$随着激励振幅和激励频率的增加$冲击放大系数呈上升趋势&从单一工况来看$从锚固点底端自下而上冲击放大系数呈下降趋势$导缆点顶端冲击放大系数小于锚固点冲击放大系数$原因分析为顶端区域预张力大于底端区域$顶端发生运7E 6Copyright ©博看网. All Rights Reserved.中!国!海!洋!大!学!学!报#$#"年动时$顶端区域的扰动大于底端区域$顶端区域处于高张力范围$底端区域处在低张力范围$底端在受到扰动带来的张力变化时反应更大&并且发生松弛J张紧现象的锚泊线位置冲击张力系数大于未发生区域&总而言之$顶端浮体运动越激烈!激励振幅和激励频率增加"$发生松弛J张紧现象的概率越大&图7!不同振幅下多组分锚泊线特性.C T ;7!+N 9[9L Y ?[C B Y C L B V ZI S A Y C J L V I ]V @?@YI V V [C @TA C @?S @O ?[O C Z Z ?[?@Y 9I ]A C Y S O ?B #;#;#浮筒浮重参数变化结果分析!!浮筒参数对串联浮筒多组分锚泊线松弛J 张紧现象具有重要影响&保证顶端浮体激励振幅和激励频率不变$分析浮筒的浮重)位置和数量对多组分锚泊线松弛J 张紧特性影响$并总结规律&研究浮筒浮重对多组分锚泊线松弛J张紧特性影响时$由于频率%`6G 6[9O *B 时$串联浮筒导致多组分锚泊线未发生松弛J张紧现象$为更方便研究此特性$将激励频率增加&设置浮体激励振幅J `6#I $频率%`6G "[9O *B $在2*处布置单个浮筒$分别对浮筒浮重进行改变!浮筒*浮重#F 6G FM /)浮筒1浮重E <7G =M /)浮筒+浮重F E !G !M /"$以此对串联浮筒多组分锚泊线松弛J 张紧特性进行分析$计算结果如图66所示&图6$!不同频率下多组分锚泊线特性.C T ;6$!+N 9[9L Y ?[C B Y C L B V ZI S A Y C J L V I ]V @?@Y I V V [C @T A C @?9Y O C Z Z ?[?@Y Z [?^S ?@L C ?B !!如图66!9"可知$随着浮筒浮重!见表E "的增加$串联浮筒多组分锚泊线松弛J 张紧长度呈下降趋势&主要原因是由于浮筒浮重的增加$提高了多组分锚泊线的初始预张力$降低了发生松弛J 张紧现象的概率&同无浮筒工况相比可知$串联浮筒对松弛J 张紧现象具有很好的抑制作用&值得注意的是在无浮筒情况下$多组分锚泊线不仅在预张力较小的锚固点底端区域发生松弛J张紧现象$而且在预张力较大的导缆点顶端区域也出现了松弛J张紧现象&在实际工程中$导缆点顶点是浮式平台连接的关键部位$此部位的断裂会严重影响$!6Copyright ©博看网. All Rights Reserved.!期马佳鹏$等#串联浮筒多组分锚泊线松弛J张紧特性分析深海油气资源的开采$造成平台失稳&!浮筒*)1)+位于2*处&U S V :*)1)+9[?A V L 9Y ?O 9Y 2*;"图66!不同浮筒浮重下多组分锚泊线特性.C T ;66!+N 9[9L Y ?[C B Y C L B V ZI S A Y C J L V I ]V @?@YI V V [C @TA C @?S @O ?[O C Z Z ?[?@Y Q S V :B Z A V 9YC @T X ?C TN Y !!如图66!Q "可知$随着浮筒浮重的增加$串联浮筒多组分锚泊线冲击放大系数呈下降趋势&在单一工况下值得注意的是$随着浮筒浮重的增加$造成了导缆点顶端冲击放大系数开始由原来小于锚固点底端变成大于锚固点底端$主要原因是串联浮筒降低了顶端导缆点区域的预张力$且顶端浮体扰动剧烈&同时还发现$串联浮筒虽然降低了整体的冲击放大系数$但是串联浮筒处的冲击放大系数发生突变$明显升高&随着浮筒浮重的增加$突变逐渐变小&因此在实际工程中$浮筒虽然能够降低张力值和松弛J 张紧现象发生的概率$但是浮筒位置处的突变荷载需要注意选择合适的浮筒浮重$避免此处荷载突然变大&由此可见$串联浮筒虽然对底端区域提高了初始预张力$降低了整体冲击张力系数$减少了松弛J 张紧长度$但是不可避免的影响了顶端区域的预张力$造成顶部冲击放大系数的增加$提高发生松弛J 张紧现象的概率$因此浮筒浮重对多组分锚泊线松弛J 张紧特性影响至关重要&#;#;"浮筒位置参数变化结果分析!!研究浮筒位置对多组分锚泊线松弛J张紧特性影响时$浮体激励设置振幅J `6#I $频率%`6G 6[9O *B $选择浮筒浮重*为#F 6G FM /$并且对浮筒距顶端导缆点的位置!2*`"6"G #I )21`!##G $I )2+`F "!G #I "进行改变$以此对串联浮筒多组分锚泊线松弛J 张紧特性进行分析$计算结果如图6#所示&图6#!不同浮筒位置下多组分锚泊线特性.C T ;6#!+N 9[9L Y ?[C B Y C L B V ZI S A Y C J L V I ]V @?@YI V V [C @TA C @?9Y O C Z Z ?[?@Y Q S V :B ]V BC Y C V @B 6!6Copyright ©博看网. All Rights Reserved.中!国!海!洋!大!学!学!报#$#"年!!如图6#!9"可知$随着8!锚泊线上一点到锚泊线导缆点顶端的距离"增加$串联浮筒多组分锚泊线松弛J 张紧长度呈下降趋势&主要原因是浮筒下移$提高了底端区域的初始预张力$进而提高了承载力&例如$在浮筒位于2*时明显观察到发生松弛J张紧长度约为<#!I$但是在浮筒位于2+时$整条多组分锚泊线无松弛J张紧现象发生&如图6#!Q"可知$随着2的增加$串联浮筒多组分锚泊线冲击放大系数呈下降趋势&在单一工况下发现$随着2的增加$冲击放大系数开始由锚固点底端大于顶端导缆点变成小于顶端导缆点$原因分析是多组分锚泊线的初始位形随着浮筒下移改变$造成了以浮筒位置为界$顶端区域预张力小于底端区域预张力&这就需要在实际工程中把控好浮筒的位置$控制好浮筒两端的初始预张力$尽可能使多组分锚泊线不仅避免发生松弛J张紧现象$而且降低张力值$提高使用寿命&#;#;E浮筒数量参数变化结果分析!!研究浮筒数量对多组分锚泊线松弛J张紧特性影响时$浮体激励设置振幅J`6#I$频率%`6G6[9O*B$选择浮筒浮重*为#F6G FM/$在这些位置!2*`"6"G#I)21` !##G$I)2+`F"!G#I"分别串联单个浮筒)双浮筒) "个浮筒$其中串联双浮筒和三浮筒区分浮筒在不同的位置$且对浮筒超出水面的不予分析$以此对串联浮筒多组分锚泊线松弛J张紧特性进行分析$计算结果如图6"所示&如图6"!9"可知$随着浮筒数量的增加$串联浮筒多组分锚泊线松弛J张紧长度呈下降趋势&主要原因是浮筒数量的增加$提高多组分锚泊线以浮筒为界的各个区域的初始预张力&值得注意的是在三浮筒!2*a 21a2+"工况中$虽然底端区域的松弛J张紧长度有所减少$但是顶端导缆点发生了松弛J张紧现象&分析原因#浮筒只是合理串联在多组分锚泊线的中间区域$而对于首尾两端来说$初始预张力相对较小$并且靠近顶端的浮筒降低了底端区域的预张力&如图6"!Q"可知$随着浮筒数量的增加$冲击放大系数并没有呈增加趋势$而锚固点从原来自下而上呈下降趋势变为中间小两边大$这是由于浮筒串联在多组分锚泊线的中间区域$提高了初始预张力$降低了中间区域的冲击放大系数&并且随着浮筒数量的增加$顶端冲击放大系数开始大于其他部位的冲击放大系数&总之$浮筒数量的增加对多组分锚泊线松弛J张紧现象具有重要影响&图6"!不同浮筒数量下多组分锚泊线特性.C T;6"!+N9[9L Y?[C B Y C L B V ZI S A Y C J L V I]V@?@YI V V[C@TA C@?S@O?[O C Z Z?[?@Y@S I Q?[V Z Q S V:B"!结论本文以串联浮筒多组分锚泊线为研究对象$基于向量式有限元方法建立了动力分析模型$将数值模拟结果与试验结果作对比$并进一步分析了不同参数对串联浮筒多组分锚泊线松弛J张紧特性影响&通过研究得出以下结论#!6"串联浮筒多组分锚泊线最先从底端开始发生松弛J张紧现象$随着激励振幅和激励频率的增加$松弛J张紧现象长度呈增加趋势$且松弛J张紧现象的发生造成冲击放大系数增加&!#"随着浮筒浮重的增加$松弛J张紧长度呈下降趋势&同无浮筒相比$串联浮筒确实可以降低松弛J张紧长度$进而降低多组分锚泊线断裂的风险%浮筒虽然降低了整体的冲击张力系数$但是浮筒位置附近冲击张#!6Copyright©博看网. 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现代化船舶起锚作业中疑难问题解决方案分析

现代化船舶起锚作业中疑难问题解决方案分析作者：栾禄晓来源：《科学与信息化》2018年第03期摘要锚作业是船舶作业中最常见的作业之一，在起锚过程中，经常会遇到锚绞不动、异物缠绕、不复位、有虚位等疑难问题。

本文结合自己在多年的甲板起锚作业中遇到的一些疑难问题及解决方法进行分析，提出了应采取的应对措施，希望对操作者有一定帮助，以便更好地完成起锚作业。

关键词起锚作业；疑难问题；解决方案；预防措施前言锚设备是船舶不可少的甲板设备之一，其主要作用是在船舶锚泊时产生足够的锚泊力，也是重要的操纵设备，在狭窄水道航行、靠离泊、紧急避让等情况运用。

因此锚作业是船舶常见作业之一，锚作业包括抛锚和起锚作业，很多时候都被认为起锚作业较之抛锚容易得多，不存在什么危险，但在实际操作中，由于抛锚时对风、流、底质、水深等外部环境预知不足，设备的磨损、锈蚀、工作状态和过载受力等影响，会对起锚工作造成困难。

影响到船舶的安全和正常生产。

1 钢丝绳缠绕猫爪根部的解决方案某航次在西非喀麦隆海域，绞锚时发现一根比较粗大完整的钢丝挂在了锚爪根部，向下垂着，开始想通过舷外操作把钢丝除掉，因为绳索太软，不容易钩住钢丝，没能成功。

经过观察通过锚链筒可以操作，具体操作如下，把锚尽量往里绞，注意不要挤住钢丝，用一直径在8毫米左右的钢筋，长有3米左右，两头弯钩，通过锚链筒钩住钢丝，虽然是用钢筋，但是锚链筒太长，操作人员还是要顺着锚链下到锚链筒里面一段，为了安全系好安全带，有人在边上进行照顾，钩住钢丝后用用引缆和钢筋棍连在一起，由于钢丝绳太重，靠人力是不可能拉上来，将引缆经过导向上滚筒，选择好适合的导向轮和缆桩来导向，减少摩擦，收绞时不能太快，注意观察，等到钢丝快出锚链筒时把铁钩拿掉，直接用引缆来拉，把钢丝拉上来。

在拉的过程中，由于钢丝扭曲变形，引缆有时吃力很大，要防止钢丝崩弹伤人要小心操作。

2 异物被围在锚链环内的解决方案某轮在起锚时发现一根直径约40cm长度6m左右的木头，被卡在离锚杆约2m左右锚链环内，经过几次重抛锚，也没能将木头丢弃，试了好几种方法，最后用钢丝系住木头的一端，转嫁锚的重力于钢丝上，然后用锚机松锚链，使木头的受力变大，木头在重力作用下很快就脱离了链环。

自动锚泊定位系统的张力混合优化算法

自动锚泊定位系统的张力混合优化算法苏晓宇;金鸿章;胡晓东【摘要】From the economy and security standpoints, a new scheme was presented based on the mooring line switching control, and the scheme can make the offshore platform positioning accurately. In the scheme, the optimal tensions were regarded as the thresholds that switch the mooring lines, then aiming at the uncertainties and characteristics of ocean disturbing forces, the integral optimal guaranteed cost control strategy was used to calculate the control forces to resist disturbing forces. Referring to the theory of‘Memetic’ method, a hybrid algorithm which takes both advantages of genetic algorithm and simulated annealing algorithm was proposed to optimize the tension distribution of the mooring lines and improve op-timization rate. Finally, the simulation analysis of a certain offshore platform was conducted to test the scheme we presented. The simulation results show that the scheme is effective for balancing the distribu-tion of tensions and decreasing steady-state error, and it can maintain stability in the condition of uncer-tain parameters.%针对半潜式海洋平台定位系统的经济性及安全性问题，提出一种能在保证锚链力场均匀分布前提下，实现海洋平台快速准确定位的新方案。

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时，在靠近水底附近，由锚泊线微分方程解出的表
观张力可能会小于静水压力Ｊ（０Ａ一ｚ，ｇ）从而使实际张力Ｔ为负值（观张力）２，表ｌ这显然有］
线与水平线夹角。
１２关于锚泊线微元法向静水压力的说明．
这会出现一个问题，于深水锚泊，对当外力较小
图１中ｃＵ为单位长度锚泊线在空气中的重
量；ｇｏ￣ｓ为锚泊线微元侧面上所受的静水ｐＡｃｓｄ压力，为微元长度，Ｆ分别为锚泊线微元受Ｆ水流作用的法向力和切向力；为锚泊线微元轴
面距离为Ｈ。。
悖于常识。所以，表观张力的引出亦有不合理之
处。
收稿日期：０００—６２１ —４２修回日期：０００８２１ —５１资助项目：江省科技计划重大项目（０８０００。浙２０Ｃ３１）作者简介：于洋（９３）男，士，授。１６，博教
第４Ｏ卷第２期２１年Ｏ０１４月
船海＿程Ｔ
ＳＩＨＰＯＣＥＡＮＥＮＧＩＥＲＩＮＥＮＧ
Ｖｏ．０Ｎｏ２１４．Ａｐ．分析
于洋王，伟
（．连海事大学航海学院，宁大连１６２；．江海洋学院船建学院，江舟山３６０）１大辽１０６２浙浙１００摘要：析锚泊线表观张力的概念及其作用，使问题简化，开表观张力，用锚泊线重量与侧面静分为避采
１８６
ＨＲｓｎｃｓｏｙｉｑ－ｉ０ｏ￣－ｓｎ￣
关于锚泊线表观张力若干问题的分析一于
洋，王
伟
ｄ丁一 ’ ｓ９ｆ（＋ｅ２ｓ（）Ａｄ一［ｉ１）ｄ４ｎ［丁＋Ａ（Ｈ一］ｕ）ｄ－＿
在柱面上距端面为处取一微面积，其所
在半径与ｚ轴夹角为０则有ｄ＝ＲＯ・ｄｓ，ｓｄｙ。ｄ的形心至水面高度为
一
研究方向：舶与海洋工程流体力学，海技术船航
Ｅ－ｉ：ｋｈｐｙｈｏｃｍ．ｎｍａｌｅｓｉ＠ａｏ．ｏｃ
水压力分别计算的方法，出修正后的锚泊线微分方程，给用数值方法直接解出实际张力。
关键词：泊线；观张力；际张力；水压力锚表实静
中图分类号：７．２Ｕ６５９文献标志码：Ａ文章编号：６１７５（０１０ —１８０１７ —９３２１）２０６—３
式中：ａＴ —— 表观张力；
线微元重量仍为空气中重量，但增加了微元的法
向静水压力，图１见。
＋ｄｒｄ
丁—— 实际张力；
水的密度；
ｇ —— 重力加速度；
Ａ—— 锚泊线断面面积；
Ｈ—— 水深；
— —
锚泊线微元处的竖向坐标（标原点坐取在水底）。
图１锚泊线微元受力分析图
由式（）１可见，张力修正量与该微元至水面的高度有关，只有在静水面处，观张力才与实际张表力相等。根据锚泊线微分方程解出的张力应为表观张力，求实际张力还需根据式（）算ｌ船。欲１换ｌ＿
［ｃｓ＋ｆ（＋ｅ］ｓｏ￣ｎ１）ｄ将式（）（）４与５左端进一步简化，有
ｄａｓｇｆ（＋￡］Ｔ一［ｉ－ｔ１）ｎＴｄ＝［ｃｓ＋ｆ（＋ｅ］ｓａｇｏｇｎ１）ｄ
表观张力的概念由此而得。
将单位长度锚泊线近似认为一圆柱体。见图
２。建立坐标系０．ｚ，＂Ｃ坐标原点０取在微元下－７端面的圆心处，轴与水平面平行，轴与圆柱轴线重合，与水平面夹角为，面Ｙ０ｚ且平为铅垂面。设微元柱体半径为Ｒ，坐标原点０至静水
１１问题的发现．在对锚泊线微元进行受力分析时，锚泊线将
要对微元两端受力进行修正。由此引出表观张力
的概念Ｌ删。
，ａ丁＋Ａ（ — ），一、Ｈ（）１
微元重量取为其在水中的重量，于将微元两端等的静水压力考虑了进去。这个错误最早于１７９４年被Ｂｅｌｃ发现。于是他做了如下修正：泊ｒｓｎａｉＪ锚
图２锚泊线微元柱体侧面静水压力计算
在对锚泊线微分方程求解时，常其重力取通
的是水中重量（在空气中的重量减去水的浮即力）这意昧着已经计人了微元两端的静水压力，，
而实际上这两端的静水压力是不存存的，以需所
１表观张力概念