拉錨計算機模擬試驗與錨唇生產設計

dieffenbachia

2013年1月7日 13:51

本研究從提高效率和減少成本角度出發，利用計算機模擬實驗技術對5000 Cars PCTC拉錨試驗問題進行了深入研究，實驗的目的是確定錨鏈管與船體中線面的夾角以及與基線面的夾角是否合適，錨唇貼合狀態以及收放錨是否合理。
錨系統的設計和選型都是憑經驗完成的，特別是錨臺及錨唇的設計，對每一艘船舶都有不同的使用要求，因此其尺寸、形狀和布置均會有所差異，需要通過模型拉錨試驗來檢驗設計結構的合理性。如何迅速解決錨唇的設計與試驗，是船舶企業面臨的緊迫問題。
大抓力錨是大噸位船舶的優選設備，因其重量小、抓力大等優點被國內外船東所認可。大抓力錨重心是在轉軸之上，所以錨唇的設計很重要，不然有可能會導致錨收緊的時候不能跟錨唇貼合。目前，我國船舶大抓力錨錨唇和錨臺的設計很多情況是委托國外企業或院所，不僅使船舶造價增加，還造成交船期不能保證，造船企業市場競爭力下降。
首制船在設計錨系布置圖時，圖紙中一般都要求做拉錨模型試驗。一般都是把錨和錨臺、錨唇或錨穴按照一定比例縮小，制作模型，做實驗。雖然現在許多船廠從成本和時間的角度，已不做了。但如萬一有問題，后期的修改工作量巨大，現場花費的人工費用、鋼板材料費、生產進度的損失等消耗也是一個不小成本。
另外，由于打住大抓力錨的重心位置較高，錨爪更易內翻。對于它的錨系布置要多加注意，所有的錨在實船起錨時，都會發生錨爪內翻的情況，這就是要求在做拉錨模型試驗時，將錨爪人為設置為內翻的情況以校核錨系布置。
本研究運用UG實現了5000 Cars PCTC錨系三維模型的虛擬設計和虛擬裝配，并利用UG的motion模塊對錨系起錨運動和錨-錨唇貼合狀態進行了計算機仿真試驗研究。此項技術可以代替制作木模進行模擬拉錨確定設計方案的方法，提前預示實際安裝時貼合不合理的情況出現，具有節省成本、減少工期、便于修改設計的優點，是值得在船舶行業推廣使用的技術。

0 引言

船舶收放錨的運動軌跡是一個十分復雜的過程，是影響船舶航行安全非常重要的項目，若錨鏈筒和錨唇的設計與錨系選型匹配不當，當錨在被拉緊之前可能出現的異常情況以及導致的不良影響。

目前國內各船廠采用的方法是通過反復制作木模進行拉錨試驗，根據試驗結果對錨鏈筒、錨臺和錨唇的位置和形狀進行修正，直達到理想的效果。每次調整設計結果后，都必須重新制造木模，要消耗大約五立方米的木材和大量的人力和時間。因此，采用虛擬樣機技術確定錨鏈筒的位置和錨唇形狀，從而擺脫拉錨試驗，其經濟效益是可觀的。

如何提高錨系的優化選型及錨唇的結構優化設計的效率，是當前船舶錨系方案設計所面臨的重要問題。本研究根據當前船舶錨系生產和設計中所存在問題的基礎上，利用UG軟件提供的強大的輔助設計和分析功能作為仿真開發平臺。在建立三維模型的基礎上，采用虛擬樣機仿真技術，并以5000 Cars PCTC的錨系為例，對大抓力錨和錨唇的貼合狀態進行CAE運動仿真試驗研究，根據計算機仿真分析結果修改錨系設計，從而代替制作木模進行模擬拉錨確定設計方案。