海洋工程模型試驗中系纜張力測試技術研究.pdf

1、在海洋工程中,系泊系統(tǒng)是深海浮式結構的重要組成部分,是制約海洋開發(fā)水深的主要因素。浮式結構物是通過系纜固定在海底的,在系泊系統(tǒng)設計過程中系纜張力的確定占有重要的地位,對系泊浮體的安全及其正常工作至關重要,如果對系纜的張力估計不足將會帶來巨大的損失。工程中對張力的預測最接近真實結果的方法是物理模型試驗。而現(xiàn)有的測試方法中,普遍采用的是在系纜截斷處或者端部安置傳感器,僅能測試端部一點的系纜張力,尚無成熟的測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測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,研制試驗用模擬系纜,以實現(xiàn)系纜的動態(tài)張力分布測試。作者通過多次試驗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。選用刻有一個和三個布拉格光柵的模擬系纜分別應用于自升式平臺系統(tǒng)和浮標系統(tǒng)模型試驗中,測量在各種環(huán)境條件下的系

3、纜張力變化。對刻有三個布拉格光柵的模擬系纜中不同位置的張力進行分析,并發(fā)現(xiàn)系纜張力沿系纜有一定的變化規(guī)律,從而驗證了新技術測試張力分布的可行性。取刻有一個光柵的模擬系纜應用于平臺拖曳試驗中,試驗之前應用AQWA軟件計算出自升式平臺在一定流速范圍內的拖曳阻力,以此作為選取力傳感器的參考。試驗中同時應用力傳感器和光纖光柵對張力進行測試,將兩者結果進行對比,發(fā)現(xiàn)兩種測試方法的結果變化趨勢一致,大小基本相同,用光纖光柵測試的結果變化幅值更好,從