[發(fā)明專利]一種超大型打樁船變幅油缸的受力優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110174330.2
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN112989571A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫欽陽;沈火群;胡靈斌;陳雪峰;胡敏;郭亭
• 申請（專利權(quán)）人: 中交第三航務(wù)工程局有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 上海灣谷知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31289
• 代理人: 肖進(jìn)

本發(fā)明公開了一種超大型打樁船變幅油缸的受力優(yōu)化方法，包括以下步驟：確定設(shè)計(jì)變量；將設(shè)計(jì)變量輸入Exce l軟件中；確定目標(biāo)函數(shù)：油缸的最大拉力和最大推力；確定約束條件：樁架在擱置狀態(tài)下，約束樁架后夾角結(jié)構(gòu)不與主甲板干涉；將油缸的活塞桿上端鉸接在油缸第二上鉸點(diǎn)時與油缸的活塞桿上端鉸接在油缸第一上鉸點(diǎn)時的最大安裝長度約束為近似相等；將油缸的活塞桿上端鉸接在油缸第二上鉸點(diǎn)時與油缸的活塞桿上端鉸接在油缸第一上鉸點(diǎn)時的最小安裝長度約束為近似相等；對油缸自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行約束；將目標(biāo)函數(shù)和約束條件輸入到Exce l軟件中計(jì)算油缸受力。本發(fā)明不需要軟件編程，就能方便地找到變幅油缸受力較優(yōu)時樁架和變幅油缸的布置尺寸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超大型打樁船變幅油缸的受力優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

變幅油缸是樁架式打樁船的關(guān)鍵設(shè)備，不僅涉及到船舶使用的安全性，而且由于油缸造價非常昂貴，合理制定參數(shù)是控制成本的關(guān)鍵，因此優(yōu)化變幅油缸的受力，對于提高設(shè)備安全性和降低設(shè)備購置成本非常重要。目前，變幅油缸受力尚無有效的理論優(yōu)化計(jì)算方法，一般都是通過反復(fù)調(diào)整來計(jì)算得到，然后結(jié)合油缸廠商的生產(chǎn)能力和成本，選定變幅油缸的最大拉力和最大推力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種超大型打樁船變幅油缸的受力優(yōu)化方法，它不需要通過繁瑣的軟件編程，就能方便地找到變幅油缸受力較優(yōu)時樁架和變幅油缸的布置尺寸，為優(yōu)化變幅油缸的受力和樁架的布置尺寸提供可靠的理論指導(dǎo)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種超大型打樁船變幅油缸的受力優(yōu)化方法，包括以下步驟：

步驟一，確定設(shè)計(jì)變量，包括：

油缸下鉸點(diǎn)至樁架下鉸點(diǎn)的水平距離L₁，向右為+，向左為-；

油缸第一上鉸點(diǎn)至樁架下鉸點(diǎn)的水平距離L₂，向右為+，向左為-；

油缸第二上鉸點(diǎn)至樁架下鉸點(diǎn)的水平距離L₃，向右為+，向左為-；

油缸下鉸點(diǎn)至樁架下鉸點(diǎn)的豎直距離h₁，向上為+，向左為-；

油缸第一上鉸點(diǎn)至樁架下鉸點(diǎn)的豎直距離h₂，向上為+，向左為-；

油缸第二上鉸點(diǎn)至樁架下鉸點(diǎn)的豎直距離h₃，向上為+，向左為-；

樁架與豎直方向的夾角a，順時針為+，逆時針為-；

步驟二，將上述設(shè)計(jì)變量輸入Excel軟件中；

步驟三，確定目標(biāo)函數(shù)，將變幅油缸的最大拉力和最大推力作為目標(biāo)函數(shù)；變幅油缸的最大拉力出現(xiàn)在最大俯樁架工況，此時變幅油缸的活塞桿上端鉸接在油缸第一上鉸點(diǎn)；變幅油缸的最大推力出現(xiàn)在開始起樁架工況，此時變幅油缸的活塞桿上端鉸接在油缸第二上鉸點(diǎn)；根據(jù)靜力平衡關(guān)系以及樁架和變幅油缸的布置尺寸的幾何關(guān)系得出變幅油缸受力的以下兩個計(jì)算公式：

1)變幅油缸的活塞桿上端鉸接在油缸第一上鉸點(diǎn)時，所用最大拉力F由以下公式計(jì)算：

記作：F＝f(L₁，L₂，h₁，h₂，a)

2)變幅油缸的活塞桿上端鉸接在油缸第二上鉸點(diǎn)時，所用最大推力F₁由以下公式計(jì)算：

記作：F₁＝f(L₁，L₃，h₁，h₃，a)

上述兩個公式中的：