关键词：桁架式升降桩腿;机械结构;设计;建模;有限元分析
摘 要：面向大型自升式风电安装船的可靠稳定升降需求，设计一种具备万吨载荷能力的桁架式升降桩腿，并进行了齿轮-弦杆-桁架耦合系统的仿真校核分析。进行桁架式升降桩腿的机械结构总体设计与三维建模，并确定关键部件的结构参数，包括齿轮、弦杆（含齿条）、桁架等。开展设计桩腿强度与模态的有限元分析，包括万吨重力载荷条件下的齿轮齿条静力分析、万吨重力载荷条件下的桩腿静力分析、万吨重力载荷与12级飓风耦合作用下桩腿静力分析、桩腿在完全下沉状态下的模态、桩腿在完全提升状态下的模态。耦合系统仿真结果表明，上述工况下设计桩腿系统的最大应力小于材料的屈服应力，可以安全稳定运行。桩腿系统在完全下沉与完全抬升情况下的1阶模态频率均大于0.85 Hz，对低频扰动具有很好的抵抗能力。提出的桩腿设计参数及仿真结果，可以为风电安装船的设计与控制提供理论与数据支撑。
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