海上起重设备是海洋工程和船舶工程的重要组成部分。平台或者船舶在施工中受到 较大的外力载荷作用并且自重较大受力复杂。海上工作所需的零部件都需要起重机来完 成。甲板起重机是一种在海上执行运输操作的一种特殊的起重机。大部分用于船舰之间 货物的运输和转移，以及海上补给，下水作业的设备设施的投放与回归收置的作用。海 上特殊的环境使甲板起重机的受力情况显得更为复杂。甲板起重机安置在主船体的基座

之上，而起重机的基座作为主要承载构件。基座的作用就是连接和固定起重机和船舶甲 板，它承受着甲板起重机在整个作业工况中以及风暴自存状态下的所有的载荷。塔身通 过中间的回转支承与基座连为一体。臂架通过鞘轴和塔身连接，如果基座出现问题，整 机的安全性就要受到影响[2]。因此这种复杂的受力环境中如何保证基座具有足够的强度 来支撑。基座的设计对于整体的安全性中占有举足轻重的作用。甲板起重机是自重较大 的装置放置于甲板支撑圆筒上，圆筒一直向下延伸至船底板，由于这部分结构受力情况 和结构形式相当复杂，应该进行局部强度计算。并且基座内装有电机等零部件设备。为 了便于零部件的安装和线路的连接，需要开设人孔。开人孔对基座的整体强度产生较大 的影响[3][4]。因此我们需要对甲板起重机的基座进行有限元的模型分析。

因此此课题的目的在于：甲板起重机的基座结构强度是否满足规范要求。并且用有 限元的的方法进行校核。

基座是船用或者海洋工程上起重机的重要组成部分，其结构的安全性对整机的安全 运营起到重要作用，因此我们以大型有限元分析软件 SEASM/GeniE 对船体或者海洋平台 甲板起重机基座进行实体建模分析其载荷情况，对甲板起重机的基座进行有限元分析， 校核甲板起重机基座的疲劳强度。

甲板起重机是船体或海洋平台的重要结构。所以甲板起重机基座不只承受结构和设 备的自重以及不同载荷,还要承受倾覆力矩的作用，然后通过基座将载荷传递到支撑结 构上，为了保证起重机正常安全的作业，支撑结构需要具有足够的强度在最不利的设计 载荷条件下发挥作用。如此环境条件下，甲板起重机基座上还要开人孔，并且开设的人 孔尺寸较大，对基座强度有很大的影响。因此我们要对开孔的部位进行应力分析和强度 校核。按照实际尺寸和结构设计要求，把甲板起重机基座作为研究对象，通过建立适当 的有限元模型，对起重机基座的结构强度的强度校核与结构分析。

1。2 目前国内外的研究现状及存在的问题

1。3 本文的主要研究内容

本文以某海洋平台的甲板起重机的基座作为研究对象，对它进行实体建模。研究它 的结构设计和有限元的强度分析。包括以下内容：

1。学习并整理欧洲尤其是 DNV 对甲板起重机基座的规范要求。详细阅读学习了甲 板起重机基座的 CAD 图纸，学习有限元在实际问题分析中的的分析方法。

2。介绍本课题在进行建模阶段需要的软件 GENIE。并根据 CAD 的图纸在 GeniE 软 件上进行实体建模，并且加边界条件。

3。再根据实际的工况和施工条件，对起重机甲板的基座有限元模型进行加载荷。 并且在不同工况之下进行强度校核，屈曲校核，尤其在校核应力集中的部位。并与相关 的许用应力进行对比分析。

4。对甲板起重机的基座的结构的强度校核进行归纳总结。

第二章 有限元方法和 GeniE 软件介绍

2。1 有限元法

有限元法（FEM）是一种计算方法。是目前国内外较为普遍的三维立体建模和进行 模型结构分析所用的。它的计算方法可以使复杂的结构变得简便，精确。大大提高了计 算的效率。因为在当今科技计算的领域，需要将大的模型结构划分为小的微分去进行近 似的计算，为了保证计算的精确度，需要求解各种微分方程。这样就大大的增加了计算 的难度。因此使用有限元的计算方法以后，可以将微分的方程进行离散，然后和计算机 程序进行编制，使用计算机的应用程序进行辅助分析。有限元方法的使用可以追溯到 20 世纪七十年代，一些物理学家在研究加权余数法的时候得到了有限元方程。而总的来说， 有限元的研究方法是：把求解微分函数的极值的问题转换成求解泊松方程[7][8]。