1101基于岩石切削理论的超大型绞吸挖泥船绞刀动载荷分析.pdfVIP

2011年2月 中国港湾建设 Feb.，2011 第1期 总第172期 China Harbour Engineering Total172，No.1 基于岩石切削理论的超大型绞吸挖泥船 绞刀动载荷分析 姚建伟，杨启 （上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，海洋工程国家重点实验室，上海 200240） 摘 要：针对绞吸挖泥船疏浚岩石的工作特性，基于绞刀几何模型、运动学模型和动力学模型对绞刀疏浚岩石时的 受力及其载荷波动性进行数值仿真。通过数值仿真切削功率和实际切削功率的对比进行了结果可靠性验证。利用 Matlab/VB 编制了研究绞刀受力以及载荷波动性的仿真系统。所得结果可为研发疏浚岩石关键设备提供参考依据。 关键词：绞吸挖泥船；绞刀；挖岩；载荷波动性；数值仿真 中图分类号：U674.31文献标志码：A 文章编号：1003-3688（2011）01-0005-06 Dynamic Load Analysis of the Super Cutter Suction Dredger Cutter based on Rock Cutting Theory YAO Jian-wei, YANG Qi （School of Naval Architecture and Ocean Engineering ，Shanghai Jiaotong University ， The State Key Laboratory of Ocean Engineering ，Shanghai 200240 ，China） Abstract ： forresearchanddevelopmentoftherockdredgingkeyequipments. Key words ： 0 引言 绞吸挖泥船岩石切削理论，并以此为基础研发新的岩石疏 随着港口吞吐量的迅猛增加和船舶吃水量的增大，我 浚装备。进行疏浚岩石关键设备的自主创新和国产化，具 国的港口建设从原有的以港内扩建为主转变为在无遮掩的 有重要的工程实用价值。 外海地区建设新港口、开辟新港区。由于很多港口都拟建 1 绞刀载荷模型建立 在珊瑚礁和岩层海岸带上，而珊瑚礁和海底硬质岩石属于 1.1 绞刀运动学模型建立 一种特殊的疏浚物质，因此岩石疏浚的问题也就变得越来 绞刀头总体运动可以近似分解为平动和转动，平动主 越突出。传统的水下岩石爆破技术不但生产成本高，生产 要是沿绞刀头行进方向随时间变化的运动，实际上在绞刀 效率低，而且对海底环境污染极大。而基于疏浚泥土理论 头行进方向上的运动为绞刀头绕定位桩的旋转运动，因为 所设计的挖泥船并不适用于疏浚强度很大的岩石。国内外 绞刀头直径相比于绞刀头绕定位桩旋转的直径而言相对较 绞吸挖泥船在疏浚岩石时，施工装备磨损和振动疲劳破坏 小，所以近似可以看为是平动；转动即在挖岩过程中绕绞 [1-2] 的现象时有发生 。国内外对疏浚岩石理论和实践方面的 刀轴的转动。设平动方向为z 轴，转动轴为y 轴，vs 为绞 研究极少，目前仅有的几家能够研发疏浚岩石关键设备的 刀头横移速度。如图1 所示。 单位都没有公布其研究成果。这种形势下，迫切需要研究 绞