The influence of ship's motion in regular wave on dynamics of an offshore crane.

• Autorzy: Osiński M. , Maczyński A. , Wojciech S.

Warianty tytułu

PL

Wpływ ruchu statku wywołanego falami regularnymi na dynamikę żurawia typu offshore.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the numerical model of a supply vessel-load-crane-offshore vessel system for simulation of heave motion and dynamic analysis of the system during critical phases of the handing operation: taking the load off from and lowering it to a moving base. The model enables extreme forces in elements and deflection of the structure to be determined. Different operating and emergency conditions can be simulated (e.g. horizontal motion of a supply vessel). The elaborated software can be applied also for determination of derated load charts and ultimate crane capacity (sequence of failure).

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny układu statek dostawczy-ładunek-żuraw-statek przeznaczony do symulacji ruchu oraz analizy dynamicznej układu podczas krytycznych faz operacji przeładunku ładunku, tj. jego podnoszenia lub posadawiania na ruchomym pokładzie jednotki dostawczej. Żurawie pracujące w warunkach offshore podane są między innymi obciążeniom wynikającym z ruchu zarówno bazy żurawia (statek bazowy, platforma) jak również ruchu jednostki dostawczej wywołanych falowaniem morskim. Na etapie projektowania żurawia niezbędne jest określenie sekwencji zniszczenia poszczególnych elementów (crane failure chart). Opracowany model umożliwia zarówno wyznaczenie maksymalnych sił wewnętrznych i odkształceń elementów układu, jak również symulowanie różnych stanów awaryjnych, np. wywołanych nagłą zmianą położenia jednostki względem żurawia. Opracowano model i program obliczeniowy wykorzystywany jest przy projektowaniu nowych i modernizacji istniejących żurawi typu offshore. W artykule zaprezentowano wyniki obliczeń dla przypadku gdy ruch unoszenia statku jest ruchem nurzania.

Słowa kluczowe

EN

offshore crane; dynamics; waves; ship

PL

żuraw typu offshore; dynamika; fale; statek

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. LI, nr 2
• Strony: 131--163
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Osiński M.

• TTS--Aktro AS, Hjelest, Norway

autor

Maczyński A.

• Faculty of Mechanical Engineering and Information Sciences, University of Bielsko-Biała; Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

autor

Wojciech S.

• Faculty of Mechanical Engineering and Information Sciences, University of Bielsko-Biała; Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Bibliografia

• [1] Birkeland O.: Knuckle boom combination crane, Materiały 3rd International Offshore Cranes Conference "Offshore Cranes - specification, design, refurbishment, safe operation and maintenance", 27-29 April 1998, Stavanger, Norway.
• [2] Balachandran В., Li YY., Fang CC.: A mechanical filter concept for control of non-linear crane-load oscillations, Journal of Sound & Vibration, 228 (3), 1999, pp. 651-682.
• [3] Asfar K., Oqlah F.: A cable manipulation technique for cargo pendulations reduction, 9th Conference on Nonlinear Vibrations, Stability, and Dynamics of Structures, Blacksburg, Virginia, USA, July 28-31, 2002.
• [4] Ellermann K., Kreuzer E., Markiewicz M.: Nonlinear Dynamics of Floating Cranes, Nonlinear Dynamics 27 (2), 2002, pp. 107-183.
• [5] Ellermann K., Kreuzer E., Markiewicz M.: Nonlinear Primary Resonances of a Floating Crane, Meccanica 38, 2003, pp. 5-18.
• [6] Pedrazzi C., Barbieri G.: LARSC: Launch and Recovery Smart cane for naval ROV handling, 13th European ADAMS Users' Conference, Paris, 1998.
• [7] Masoud Z. N.: A control system for the reduction of cargo pendulation of ship-mounted cranes, Virginia Polytechnic Institute and State University, Doctoral Thesis, Blacksburg, Virginia, USA, 2000.
• [8] Osiński M., Wojciech S.: Some Problems of Dynamic Analysis and Control of an Off-Shore Crane, Materiały 5th International Conference of Cranes and Textile Machines EURO-CRANE'96, Gdańsk, 26-28 February 1996, pp. 114-125.
• [9] Osiński M., Wojciech S.: Dynamic of Hoisting Appliances in Maritime Conditions, Machine Vibration 3, 1994, pp. 76-84.
• [10] Semenov V. V.: Kaczka korabla. Sudostrojenie, Leningrad, 1969.
• [11] Parker G. G., Groom K., Hurtado J. E., Feddema J., Robinett R. D., Leban F.: Experimental verification of a command shaping boom crane control system, Proceedings of the American Control Conference, San Diego, California, June 1999, pp. 86-90.
• [12] Osiński M., Wojciech S.: Application of Nonlinear Opitmisation Methods to Input Shaping of the Hoist Drive of an Off-Shore Crane, Nonlinear Dynamics 17, 1998, pp. 369-386.
• [13] Fałat P., Wojciech S.: Application of non-linear optimisation methods to stabilise motion of a sea probe, ZN Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku-Białej, Zeszyt 6, 2003, pp. 27-40.
• [14] Kruszewski J.: Metoda sztywnych elementów skończonych; Arkady, Warszawa 1975.
• [15] Kruszewski J., Sawiak S., Wittbrodt E.: Metoda sztywnych elementów skończonych w dynamice konstrukcji; WNT Warszwa 1999.
• [16] Wittbrodt E., Osiński M.: Dynamics of luffing jibs with flexible links, Machine Vibration 2, 1993.
• [17] Adamiec I.: Dynamics of a drilling vehicle, Machine Vibration 2, 1993, 223-228.
• [18] Wojciech S.: Dynamics analysis of a manipulator mounted on a car chassis, Machine Vibration 5, 1996, pp. 142-153.
• [19] Wittbrodt E., Wojciech S.: An application of the rigid finite element method to modelling of flexible structures, AIAA Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol. 12, No 4, 1995.
• [20] Zienkiewicz О. С.: Metoda elementów skończonych, Arkady, Warszawa 1975.
• [21] Osiński M., Wojciech S.: Application of nonlinear optimisation methods to input shaping of the hoist drive of an offshore crane, Nonlinear Dynamics 17, 1998, pp. 369-386.
• [22] Osinski M., Paszkiewicz Т., Wojciech S.: Dynamics of lifting appliances on offshore installations, 4th International Offshore Crane Conference, Stavanger, 1999.