海上风机吊装作业船全船结构强度有限元分析

姚震球，马义猛，韩 强，严周广

（江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 212003）

1 引 言

风电机组的安装是海上风电场建设的关键技术之一。自航自升式海上风机吊装作业船是海上风电场建设的第三代吊装工作平台，具备自航、自升、运输和起重等复合功能，将成为海上风电场建设主流装备。这种新型船舶具有升降桩腿、大起重量的吊机、较大的甲板荷载和多种作业工况；其长深比和宽深比均已超出现行规范要求，目前国内尚无专门规范可用于直接指导该船型的设计。

要完成自航自升式海上风机吊装作业船结构设计并得到比较精确的变形和应力结果，应用有限元方法对整船结构强度进行分析和研究具有必要性。全船有限元分析方法通过对各主要构件按其受力状况建立模型，详尽地描述船体结构细节,可以真实地表达出全船结构及其与起重座、桩腿等重要受力结构的协调关系与变化情况，从而获得比较准确的结论。本文以86 m自航自升式海上风机运输、吊装专用工作船为例，介绍有限元结构分析过程。分析计算工作均采用MSC.NASTRAN软件完成。

2 海上风机吊装作业船船型特点与结构形式

2.1 主要要素

海上风机吊装作业船船体呈扁平箱型，平行中体较长，方艉，首部设有球鼻艏，平甲板，尾部设2台全回转桨，艏部2台侧推。其主尺度及主要参数如下：

总长：86.7 m 垂线间长：82.2 m

型宽：30.0 m 型深：6.0 m

设计吃水：3.0 m 方形系数：0.85

航速：8 kns 肋距：0.6 m

装载量：5MW风机×4台 最大工作水深：25.0 m

升……