海上张力腿平台张力筋腱连接器构型设计与优化

作者：王立权^*; 李松羽; 弓海霞; 刘杭杭; 张璐瑶

来源：机械工程学报, 2019, 55(18): 196-205.

• 张力腿平台
• 张力筋腱
• 顶部连接器
• 底部连接器
• 多目标优化

张力腿平台通过张力筋腱与海底连接,从而约束了张力腿平台升沉方向上运动,并在一定范围内限制其水平方向的运动,这种动态载荷是由张力筋腱及其连接器承担的,因此张力筋腱的柔性连接成为张力腿平台研发过程中的关键研究内容之一。目前国内尚缺乏对张力筋腱连接器的研究,因此详细研究了张力腿平台张力筋腱连接器构型,建立张力筋腱顶部连接器锁紧机构的力学模型,通过响应面法对锁定机构的牙型角、齿根厚度、齿顶厚度和分瓣螺母底面夹角等关键参数进行优化,以降低最大等效应力,延长连接器的疲劳寿命,提高连接稳定性。研制张力筋腱底部连接器缩比原理样机,完成张力筋腱底部连接器陆地与水池安装试验,通过试验验证张力筋腱底部连接器构型的合理性。结果表明,经过优化后的顶部连接器性能有明显提升,与优化前相比,最大等效应力降低了26.5%,而接触反力增加了37.4%。底部连接器构型合理,均可以完成张力筋腱的连接要求。

• 单位
  机电工程学院; 中国船舶科学研究中心; 中国船舶重工集团公司; 哈尔滨工程大学