基于力学分析的停泊系统的设计

摘要：本文对简化的系泊系统按照浮标、钢管、钢桶锚链和锚的顺序对其进行力学分析计算，并建立多目标变量优化模型，对浮标的吃水深度、浮标的游动区域和钢桶的倾斜角度进行优化分析，得出在钢桶的倾斜角度不超过5度，锚链在锚点与海床的夹角不超过16度的前提下，海面风速为36m/s时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状和浮标的游动区域。

一、问题的提出与分析

需要确定研究目标及其最小值函数，以问题一的分析为前提，我们将对浮标的吃水深度、浮标的游动区域和钢桶的倾斜角度三个目标进行优化分析，求解得出海面风速为36 m/s时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状和浮标的游动区域。

二、模型的建立

2.1模型准备

1. 风力的确定

三、模型的应用及推广

3.1模型的优缺点

1. 模型分析全面，因素考虑细致全面，计算误差较小。

2. 模型中对锚链的分析查找文献，选取了不均匀可拉伸的单锚链系统的分析角度对其进行分析求解，体现了求实性及严谨性。

3.模型中将钢管和重力球浮力不计，可能会使最后结果与实际值存在一定的误差。

3.2模型的推广和方向

通过应用模型对系泊系统设计进行优化，确定锚链的型号、长度和重物球的质量，使得浮标的吃水深度和游动区域及钢桶的倾斜角度尽可能小因而使工作效果达到最好。为人们的海洋探测、资源开发与气象观测提供关键技术。

参考文献

[1] 郝春玲，滕斌. 不均匀可拉伸单锚链系统的静力分析[D]. 大连：大连理工大学，2003.

[2] 潘斌. 浮标系泊系统静力计算[M]. 上海：上海交通大学，2013.

作者简介：李国宁，生于1996年12月，漢族，江苏徐州人，兰州理工大学，机械设计制造及其自动化。

（作者单位：兰州理工大学）