浮基多体系统由作为承载平台的浮基和完成作业功能的上部机构组成。当上部机构的质量或转动惯量较小时,常常可以忽略上部机构运动对浮基的影响,而当上部机构的质量或转动惯量相对浮基不可忽略时,上部机构的运动将引起整个系统复杂的动力响应。
浮基多体系统在展开时的顺序与快慢对系统的运动响应有较大影响。建立在齐次矩阵方法基础上的浮基多体时域运动求解,符号推导方便,运动学和动力学方程表达式变得相当简洁,而且编制程序也相对简便快捷。对一具体浮基系统进行了建模和数值模拟,分析了上部机构以一定规律依次展开和同时展开时系统的运动响应,提出了浮基系统在具体工程作业时的建议。
在同一种波周期的情况下,浮基多体系统的最大横摇角响应与波高相关,波高越大,则展开过程的最大横摇响应越大。据慢速展开的横摇运动响应可以看到,波浪中的横摇响应较剧烈。这是由于波浪的周期与展开周期相比较很短,所以表现出明显的波浪激励摇荡。相比较慢速和快速展开而言,其最大响应是前者大于后者。说明在有波浪存在时,尤其是波高较大时,在较短时间内完成展开动作会使得波浪对横摇角的影响变小,但这并不说明展开时间越短越好,因为在展开时间较短时,所需的驱动力矩将受到车体摇荡的显著影响而大幅振荡,从驱动原件和连接件的受力来讲是不利的。随着波周期的增大,波浪对横摇的影响减小,而波高越大,波浪的影响则越大,在波高超过0.6m时,一般可以认为,展开是较不稳定的。换言之,浮基多体系统不宜在波高超过0.6m的水中进行展开作业。
江召兵,杜乃娟,等.浮基多体系统在波浪中展开的数值模拟[J].海洋工程,,():-.
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