【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋工程应用，尤其涉及一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、与钢悬链线式系泊相比，聚酯缆(聚酯系泊缆)是深水浮式平台系泊系统的常见组成部分，具有强度高、质量轻和疲劳性能好等优良特性，越来越多的深水浮式结构选择采用聚酯缆系泊系统作为定位系统。
3、聚酯缆由具有黏弹性的材料制成，因此其动态刚度特征不是恒定的，而是会随加载时长、加载幅度、加载周期、载荷循环次数及加载历史等因素而变化，由于聚酯缆这种复杂的刚度特征，很难建立能对其刚度进行精确模拟的模型。目前工业界通常采用简化模型进行模拟，即考虑影响聚酯缆动态刚度的一项或多项因素建立聚酯缆动态刚度模型，形成多种动态刚度模拟方法。张紧式聚酯系泊主要有上下边界刚度模型和静-动刚度模型两种仿真计算方法。
4、上限边界刚度分析方法的主要步骤是，首先选定聚酯纤维缆的初始刚度(一般为最小破断张力的整数倍)，张紧式系泊系统在应用于深海浮式结构物时，一般需要进行预张紧，预张紧的目的是防止系泊缆在初始阶段过小的刚度值在突然遭遇较为恶劣的环境工况时产生较大的位移。一般下边界刚度值(初始刚度值)即为预张紧结束后的刚度值大小，在预张紧结束后即可进行静态平衡计算。静态平衡计算中最主要的目的是为了获取下边界刚度值下系泊系统的预张力，提取预张力的目的是为了后续进行上边界刚度计算时调节聚酯纤维缆长度使得二者的预张力大小保持一致，可以将张紧式系泊系统聚酯纤维缆成分由下边界刚度
5、静-动刚度模型与上下边界刚度模型主要的不同在于，上下边界刚度模型在选定下边界刚度值(初始刚度)后，在张紧式系泊系统运行过程中可能达到的最大刚度值基础上选取刚度最大值的上边界，确保选取的上边界刚度值是严格大于运行过程中可能出现的刚度最大值，直接进行时域计算。而静-动刚度模型在进行计算时，在选取初始刚度后进行时域模拟，对每次模拟后得到的张力平均值进行计算，根据聚酯纤维缆的材料特性曲线，结合dnv规范中的公式，计算得到新的刚度值，将聚酯纤维缆的刚度值更新后再次进行时域计算，多次迭代后，聚酯纤维缆的刚度值逐渐收敛，最终选取收敛后的刚度值作为最终的聚酯纤维缆刚度值。
6、由于上下边界刚度分析方法选用上边界刚度计算聚酯缆的最大张力，下边界刚度计算海洋浮式结构物的最大位移，采用了保守的上下边界刚度设定，所以会造成计算结果过于保守，无法准确预测系泊系统的实际响应，存在将安全工况列为危险工况的可能性。静-动刚度模型虽然计算结果较为准确，但是计算过程中需要不断迭代，因此计算效率很低。因此，上下边界刚度模型无法满足计算精度需求，静-动刚度模型难以满足工程应用中对计算效率的要求。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法及系统，在保证计算精度的前提下，大大减少了迭代计算次数。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面提供一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其包括：
4、获取聚酯缆的下边界刚度、上边界刚度和初始长度，将所述下边界刚度作为聚酯缆刚度，通过静态分析得到初始预张力，并通过下边界刚度下的全工况时域分析，得到最大位移和平均张力，将所述上边界刚度作为聚酯缆刚度，通过静态分析得到第二预张力，并调整聚酯缆的长度，使第二预张力与初始预张力相同，并通过上边界刚度下的全工况时域模拟，得到最大张力；
5、基于所述最大位移和最大张力，选取危险工况；
6、基于所述平均张力，计算动态刚度，将所述动态刚度作为聚酯缆刚度，通过静态分析得到第三预张力，并调整聚酯缆的长度，使第三预张力与初始预张力相同，并进行所述危险工况下的时域模拟，更新最大张力、最大位移和平均张力；
7、判断所述聚酯缆刚度是否收敛，若收敛，则将聚酯缆刚度作为最终刚度值；否则，返回进行危险工况选取。
8、进一步地，所述下边界刚度和上边界刚度均与聚酯缆的最小破断张力值相关。
9、进一步地，所述动态刚度为载荷周期的常用对数、张力幅值和所述平均张力的加权和。
10、进一步地，还包括：得到所述最终刚度值后，判断聚酯缆张力安全系数是否符合安全性要求。
11、进一步地，所述静态分析表示为：
12、
13、式中：ea为聚酯缆刚度，h为张力的水平分量，w为单元长度湿重，h为水深，tp表示预张力。
14、进一步地，所述调整聚酯缆的长度的方法为：
15、
16、式中，l0为聚酯缆的初始长度，l为调整后的聚酯缆的长度，t为聚酯缆的初始预张力，ea为聚酯缆刚度。
17、本专利技术的第二个方面提供一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算系统，其包括：
18、初始调整模块，其被配置为：获取聚酯缆的下边界刚度、上边界刚度和初始长度，将所述下边界刚度作为聚酯缆刚度，通过静态分析得到初始预张力，并通过下边界刚度下的全工况时域分析，得到最大位移和平均张力，将所述上边界刚度作为聚酯缆刚度，通过静态分析得到第二预张力，并调整聚酯缆的长度，使第二预张力与初始预张力相同，并通过上边界刚度下的全工况时域模拟，得到最大张力；
19、工况选取模块，其被配置为：基于所述最大位移和最大张力，选取危险工况；
20、迭代调整模块，其被配置为：基于所述平均张力，计算动态刚度，将所述动态刚度作为聚酯缆刚度，通过静态分析得到第三预张力，并调整聚酯缆的长度，使第三预张力与初始预张力相同，并进行所述危险工况下的时域模拟，更新最大张力、最大位移和平均张力；
21、迭代判断模块，其被配置为：判断所述聚酯缆刚度是否收敛，若收敛，则将聚酯缆刚度作为最终刚度值；否则，返回进行危险工况选取。
22、本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法中的步骤。
23、本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备，包括计算机可读存储介质、处理器及存储在计算机可读存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法中的步骤。
24、本专利技术的第五个方面提供一种计算机程序产品，其为一种含有计算机程序的计算机程序产品，当处理器执行所述计算机程序时，实现如上述所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法中的步骤。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
26、本专利技术将上下边界刚度模型与静-动刚度模型相结合，其中静-动刚度模型中的刚度迭代保证了计算精度，但由初始刚度迭代至刚度收敛需要较多的迭本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，所述下边界刚度和上边界刚度均与聚酯缆的最小破断张力值相关。
3.如权利要求1所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，所述动态刚度为载荷周期的常用对数、张力幅值和所述平均张力的加权和。
4.如权利要求1所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，还包括：得到所述最终刚度值后，判断聚酯缆张力安全系数是否符合安全性要求。
5.如权利要求1所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，所述静态分析表示为：
6.如权利要求1所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，所述调整聚酯缆的长度的方法为：
7.一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算系统，其特征在于，包括：
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法中的步骤。
9.一种计算机设备，包括计
10.一种计算机程序产品，其为一种含有计算机程序的计算机程序产品，其特征在于，当处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-6中任一项所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，所述下边界刚度和上边界刚度均与聚酯缆的最小破断张力值相关。
3.如权利要求1所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，所述动态刚度为载荷周期的常用对数、张力幅值和所述平均张力的加权和。
4.如权利要求1所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，还包括：得到所述最终刚度值后，判断聚酯缆张力安全系数是否符合安全性要求。
5.如权利要求1所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，所述静态分析表示为：
6.如权利要求1所述的一种张紧式聚酯系泊缆刚度计算方法，其特征在于，所述调整聚酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪达，柏林，王勇，马刚，亓乐，杨华，安杰，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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