摘要：考虑系泊缆索拉伸-弯曲-扭转响应下的非线性变形,建立局部坐标系下系泊缆索的动力学微分方程,通过四元参数法进行坐标系的转换,并使用“盒子法”和Newton-Raphson方法将方程简化为数值方程,建立系泊缆索数值分析模块。考虑风、浪载荷,将风机和浮式基础视为刚体,建立风机-浮式基础的刚体动力学方程。通过铰接点和坐标变换,开发了风机-浮式基础-系泊系统的动力响应计算程序。针对OC4-DeepCwind浮式风机,分析额定工况下浮式风机的动力响应,并与准静态的悬链线方法进行对比。结果表明,系泊系统的张力发散,影响浮式基础纵荡运动的均值。对系泊缆索进行敏感性分析表明,气动载荷影响缆索张力的均值,波浪参数影响缆索张力的离散性,缆索浮力对张力的均值和幅值都有影响,环境参数的改变将影响缆索截面应力的分布。采用动态分析方法时,考虑缆索受到的浮力会对系泊缆索的疲劳寿命计算产生影响。

摘要：考虑6×19多股系泊缆索编制特点,研究缆索受到拉伸-扭转-弯曲共同作用下的应力响应。推导多股系泊缆索的螺旋线方程和不同层股丝接触点轴向距离,建立仿真模型中的代表性体积元素,推导该体积元素下的周期性边界条件,简化多股系泊缆索仿真模型,进一步优化应变和曲率加载方式,优化仿真模型加载形式。在有限元软件ANSYS中进行仿真分析,同时与解析模型进行对照。结果表明,所选取的代表性体积元素和周期性边界条件计算可靠,应力与曲率半径为非线性负相关关系,应变与应力为线性正相关关系,不同应变下曲率半径对应力的影响主要体现在最大应力数值以及位置,对应力-应变关系影响较小。