海洋工程模型試驗(yàn)中系纜張力測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、在海洋工程中,系泊系統(tǒng)是深海浮式結(jié)構(gòu)的重要組成部分,是制約海洋開發(fā)水深的主要因素。浮式結(jié)構(gòu)物是通過(guò)系纜固定在海底的,在系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中系纜張力的確定占有重要的地位,對(duì)系泊浮體的安全及其正常工作至關(guān)重要,如果對(duì)系纜的張力估計(jì)不足將會(huì)帶來(lái)巨大的損失。工程中對(duì)張力的預(yù)測(cè)最接近真實(shí)結(jié)果的方法是物理模型試驗(yàn)。而現(xiàn)有的測(cè)試方法中,普遍采用的是在系纜截?cái)嗵幓蛘叨瞬堪仓脗鞲衅?僅能測(cè)試端部一點(diǎn)的系纜張力,尚無(wú)成熟的測(cè)試系纜中張力分布的方法。本文提出利

2、用光纖布拉格光柵傳感技術(shù)測(cè)量系纜張力分布的方法,在光纖布拉格光柵表面涂覆一層高分子材料,研制試驗(yàn)用模擬系纜,以實(shí)現(xiàn)系纜的動(dòng)態(tài)張力分布測(cè)試。作者通過(guò)多次試驗(yàn)涂覆各種符合要求的高分子材料,并最終選取涂覆有低密度聚乙烯,制作了多根滿足要求的模擬系纜。制作的模擬系纜中,涂覆層與光纖布拉格光柵附著效果良好,沒有松脫現(xiàn)象,滿足同步變形的要求。選用刻有一個(gè)和三個(gè)布拉格光柵的模擬系纜分別應(yīng)用于自升式平臺(tái)系統(tǒng)和浮標(biāo)系統(tǒng)模型試驗(yàn)中,測(cè)量在各種環(huán)境條件下的系

3、纜張力變化。對(duì)刻有三個(gè)布拉格光柵的模擬系纜中不同位置的張力進(jìn)行分析,并發(fā)現(xiàn)系纜張力沿系纜有一定的變化規(guī)律,從而驗(yàn)證了新技術(shù)測(cè)試張力分布的可行性。取刻有一個(gè)光柵的模擬系纜應(yīng)用于平臺(tái)拖曳試驗(yàn)中,試驗(yàn)之前應(yīng)用AQWA軟件計(jì)算出自升式平臺(tái)在一定流速范圍內(nèi)的拖曳阻力,以此作為選取力傳感器的參考。試驗(yàn)中同時(shí)應(yīng)用力傳感器和光纖光柵對(duì)張力進(jìn)行測(cè)試,將兩者結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)兩種測(cè)試方法的結(jié)果變化趨勢(shì)一致,大小基本相同,用光纖光柵測(cè)試的結(jié)果變化幅值更好,從