摘 要

海洋平台吊机是广泛应用于各类海洋平台和工程船舶的特种起吊设备，其作用主要是吊运人员及货物，是海洋平台和工程船舶实现其作业功能的重要保障。由于国内的海洋平台吊机发展时间较短，目前相较于国外来说设计制造还存在较大差距，产品种类仍比较单一^[1]。

相较于常规起重机，海洋平台吊机作业时工况更加复杂，承载情况更加恶劣，因此，用于吊机和平台主体固定的底座结构需要保证更好的强度、刚度和稳定性，其对安全性、可靠性、抗风性和耐腐蚀性的要求也更高。基于以上的几点，本文选取国内某大型船厂在造的某型海洋平台右舷辅吊作为研究对象，依据给定的海洋平台总布置图、基本结构图以及起重机设备制造商提供的起重机基本资料，完成了右舷辅吊吊机底座的结构设计，并利用西门子公司开发的有限元分析软件FEMAP校核了所设计的吊机底座。

关键词：吊机底座；结构强度；局部加强；有限元模型

Abstract

The offshore platform crane is a kind of special lifting equipment widely used in various types of offshore platforms and engineering vessels. Its role is mainly to lift personnel and cargo. It is an important guarantee for offshore platforms and engineering ships to achieve their operational functions. Therefore, the offshore platform crane can Safe and reliable work has an important impact on the overall operation of the offshore platform. Due to the short development time, there is still a big gap between domestic offshore platform cranes and foreign ones, and the product types are still relatively single.

Compared with conventional cranes, the working conditions of the offshore platform crane are more complicated and the loading conditions are more severe. Therefore, the base structure used for the fixing of the crane and the platform body needs to ensure better strength, rigidity and stability, and it is also safe. The requirements for sex, reliability, wind resistance and corrosion resistance are also higher. Based on the above points, this paper selects the starboard side port auxiliary crane of a shipyard‘s offshore platform in China as the research object., and completes the starboard side assistance according to the given layout and basic layout of the offshore platform and the basic crane data provided by the crane equipment manufacturer. The structural design of the crane's base was suspended, and the crane base designed by FEMAP, a finite element analysis software developed by Siemens, was calibrated.

Key words: crane base; structural strength; local reinforcement;finite element model

目 录

第1章 绪论 1

1.1 立题背景 1

1.2发展现状 2

1.3设计目标 2

1.4 设计内容 3

1.5设计流程 4

第2章 平台及起重机主要参数介绍 5

2.1 平台主要参数介绍 5

2.2起重机主要参数介绍 5

2.3 吊机作业工况介绍 6

第3章 规范计算 7

3.1甲板板厚的规范计算 7

3.2 上壳体舷侧外板的板厚计算 8

3.3主要构件的钢材等级选择 9

3.4许用应力 9

3.4.1单个应力分量 9

3.4.2 板结构的等效应力标准 10

摆动环（回转环）装配螺栓强度检查 10

第4章 有限元计算分析 12

4.1有限元分析简介 12

4.2有限元模型描述 12

4.2.1 坐标系 12

4.2.2 有限元模型中的单元系统和单元类型 12

4.2.3结构建模范围 12

4.2.4尺寸和材料尺寸 13

4.2.5 边界条件 15

4.3 设计负载 15

4.3.1静载 15

4.3.2 甲板动载荷 15

4.3.3 运营负载 16

4.3.4 风载荷 16

4.4 载况 16

4.4.1 基本载况 16

4.4.2 组合负载 18

4.5 有限元分析结果 19

4.5 起重机基座的疲劳检查 20

4.6 结论 30

参考文献 31

附录A: 32

附录B： 34

附录C： 37

致谢 42

第1章 绪论

1.1 立题背景

我们生活的二十一世纪，在世界经济发展的同时，也面临着各种各样的问题，人口剧增，资源枯竭等已成为制约发展的重要因素，向海洋谋发展，向海洋要资源成为解决这些问题的最好途径。

工欲善其事，必先利其器，要想发展海洋事业，利用海洋资源，就必须发展海洋勘探和开采技术。21世纪世界各国纷纷加大了对海洋开发的力度,海洋工程的建设方兴未艾。这是由于一方面,全世界对能源的需求日益增加,海洋已成为各国新世纪能源战略的重点;另一方面新技术在海洋工程上的应用,使得海洋能源的开采成本大大降低。作为海洋工程建设中一种重要的建设设备,海洋工程起重系统也得到了飞速的发展,并且有着广阔的发展前景^[2]。