绳缆抗震缓冲设计的制作方法

本发明涉及水下工程，具体涉及一种提高绳缆抗震缓冲性能的方法、一种抗震缓冲绳缆以及一种用于提高绳缆抗震缓冲性能的配重结构和橡胶缓冲层设计方法。

背景技术：

1、随着海洋经济的快速发展和深海资源的逐步开发，水下工程在海洋环境下的抗震问题越来越受到关注。在传统的线缆抗震技术中，常使用刚性支撑结构和阻尼器等方法来提高结构物的抗震能力。然而，这些方法在海洋环境下应用受到了很大的限制，因为海洋环境下的结构物连接船舶往往受到复杂的水流和水压等环境因素的影响，在防止水面部分振动传递到水下结构物过程中，刚性支撑结构和阻尼器的减震缓冲效果有限。

2、为了解决这一问题，水下绳缆抗震缓冲技术应运而生。该技术利用绳缆周围橡胶层缓冲和配重部分的增加阻尼特性，将绳缆固定在水下结构物和船舶之间。通过缓冲材料吸收震动能量，可以有效减轻船舶震动对水下结构物的冲击。这一技术的应用对于保护水下工程的结构完整性和稳定性具有重要意义。

3、在海上作业中，船舶容易受到海浪和风力的影响，以及船舶在操作中也会产生震动。这些震动对拖缆系统产生影响，可能导致缆绳被拉扯或损坏。为了减轻这一问题，给线缆配置抗震缓冲结构可以起到关键作用。这种结构可以吸收船舶产生的震动，将缆绳的振动降至最低降低，保证水下结构物的稳定。同时拖缆系统减少了在海浪和风力影响下对线缆的振动和冲击力，从而避免缆绳被拉扯或损坏。

4、此外，水下绳缆抗震缓冲技术还可以提高缆绳的强度和稳定性。通过配置抗震缓冲结构，缆绳可以更好地抵抗外部环境的影响，如水流和海浪的冲击。这不仅可以延长缆绳的使用寿命，还可以提高其承载能力，为水下工程的顺利进行提供保障。

5、总之，随着海洋资源的不断开发利用，水下工程在海洋环境下的抗震问题越来越受到关注。水下绳缆抗震缓冲技术的应用为解决这一问题提供了新的思路和方法。通过利用橡胶的缓冲和配重部分的增加阻尼特性，可以利用橡胶层和配重结构的配合，使得线缆的振动在线缆外围抗震缓冲结构内部进行相互抵消，避免振动沿线缆向下方进行传递，有效减轻水面上上方船舶震动对水下结构物的冲击，提高其结构完整性和稳定性。同时，这种技术还可以提高缆绳的强度和稳定性，为水下工程的顺利进行提供有力保障。随着技术的不断发展和创新，相信水下绳缆抗震缓冲技术在海洋工程领域将有更广泛的应用。

技术实现思路

1、本发明提供了一种提高绳缆抗震缓冲性能的方法以及一种抗震缓冲绳缆，在绳缆上增加橡胶缓冲层，并连接上配重结构，可以实现抗震缓冲的作用，从而提高水下设备的稳定性和安全性。将橡胶缓冲层套在绳缆上，可以减少外部震动和冲击对绳缆的影响。此外，通过在绳缆上连接配重结构，可以调整绳缆整体的重心位置，从而进一步提高其稳定性和抗震能力。配重结构的重量和位置可以根据实际情况进行设计和优化，以达到最佳的抗震缓冲效果。

2、一种提高绳缆抗震缓冲性能的方法，在绳缆上增加配重结构，配重结构和绳缆之间设置橡胶缓冲层。

3、所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，可根据绳缆的工作环境确定使用的橡胶缓冲层材料。

4、进一步的，所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，所述工作环境包括但不限于绳缆受力方向、绳缆材料、绳缆长度、绳缆工作温度、绳缆工作频率等。

5、所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，橡胶缓冲层的最小设计厚度可通过根据绳缆工作时的振动情况，包括绳缆的振动频率和振幅，结合绳缆单位长度质量以及所选橡胶缓冲层材料的弹性系数确定。

6、进一步的，所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，橡胶缓冲层材料的弹性系数可根据材料的物理特性和实验数据进行计算或测试获得。

7、所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，配重结构的单位长度最小设计质量可通过根据绳缆工作时的振动情况，包括绳缆的振动频率和振幅，以及绳缆的单位长度质量、橡胶缓冲层的弹性系数确定。

8、所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，绳缆上增加的配重结构的最少设计长度可通过配重结构的单位长度最小设计质量、绳缆的使用总长度以及实际使用的配重结构的单位长度质量确定。

9、示例的，绳缆上增加的配重结构的最少设计长度lmin可按下式计算获得：

10、

11、l0为绳缆的使用总长度；

12、m为配重结构的单位长度设计质量；

13、mmin为配重结构的单位长度最小设计质量，可按下式计算获得：

14、

15、a0为绳缆的振幅；

16、f0为绳缆的振动频率；

17、m为绳缆的单位长度质量；

18、k为橡胶缓冲层的弹性系数。

19、进一步的，所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，绳缆的使用总长度可根据应用场景的要求进行确定。

20、进一步的，所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，可通过确定不同安装位置的适用情况，确定增加的配重结构与整个绳缆的相对位置，其中不同安装位置的适用情况可根据绳缆的受力方向和应用场景的要求进行确定。

21、本发明还提供了一种抗震缓冲绳缆，包括绳缆本体以及连接在绳缆本体上的配重结构，配重结构和绳缆之间设有橡胶缓冲层。

22、本发明原理是通过惯性力来抵消振动，主要是提出一种配重缓冲装置的计算方法，缓冲结构和质量结构关键尺寸的计算方法，即橡胶的厚度和配重质量的大小等。

23、作为一个总的发明构思，本发明还提供了一种用于提高绳缆抗震缓冲性能的配重结构和橡胶缓冲层设计方法，配重结构连接在绳缆上，橡胶缓冲层设置在配重结构和绳缆之间；

24、按下式设计橡胶缓冲层厚度h：

25、

26、按下式设计配重结构单位长度质量m：

27、

28、按下式设计配重结构长度l：

29、

30、a0为绳缆的振幅；

31、f0为绳缆的振动频率；

32、m为绳缆的单位长度质量；

33、k为橡胶缓冲层的弹性系数；

34、l0为绳缆的使用总长度；

35、mmin为配重结构的单位长度最小设计质量。

36、上述设计方法可应用于所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法以及所述的抗震缓冲绳缆。

37、本发明与现有技术相比，有益效果有：

38、本发明提供一种提高绳缆抗震缓冲性能的方法、抗震缓冲绳缆以及用于提高绳缆抗震缓冲性能的配重结构和橡胶缓冲层设计方法，通过绳缆的振动位移(振幅)与振动频率，计算出橡胶缓冲层的最小设计厚度以及配重结构的单位长度最小设计质量，并根据绳缆的工作状态确定配重结构的数量及其安装位置，以提高绳缆的稳定性和降低振动噪声。

39、本发明提出橡胶缓冲层最小设计厚度和配重结构单位长度最小设计质量的计算方法，为科学设计低成本抗震缓冲绳缆提供依据，避免材料浪费。

技术特征：

1.一种提高绳缆抗震缓冲性能的方法，其特征在于，在绳缆上增加配重结构，配重结构和绳缆之间设置橡胶缓冲层。

2.根据权利要求1所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，其特征在于，根据绳缆的工作环境确定使用的橡胶缓冲层材料；

3.根据权利要求1或2所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，其特征在于，橡胶缓冲层的最小设计厚度通过根据绳缆工作时的振动情况，包括绳缆的振动频率和振幅，结合绳缆单位长度质量以及所选橡胶缓冲层材料的弹性系数确定；

4.根据权利要求1或2所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，其特征在于，配重结构的单位长度最小设计质量通过根据绳缆工作时的振动情况，包括绳缆的振动频率和振幅，以及绳缆的单位长度质量、橡胶缓冲层的弹性系数确定。

5.根据权利要求4所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，其特征在于，绳缆上增加的配重结构的最少设计长度通过配重结构的单位长度最小设计质量、绳缆的使用总长度以及实际使用的配重结构的单位长度质量确定；

6.根据权利要求5所述的提高绳缆抗震缓冲性能的方法，其特征在于，通过确定不同安装位置的适用情况，确定增加的配重结构与整个绳缆的相对位置，其中不同安装位置的适用情况根据绳缆的受力方向和应用场景的要求进行确定。

7.一种抗震缓冲绳缆，其特征在于，包括绳缆本体以及连接在绳缆本体上的配重结构，配重结构和绳缆之间设有橡胶缓冲层。

8.一种用于提高绳缆抗震缓冲性能的配重结构和橡胶缓冲层设计方法，其特征在于，配重结构连接在绳缆上，橡胶缓冲层设置在配重结构和绳缆之间；

技术总结本发明公开了一种提高绳缆抗震缓冲性能的方法、一种抗震缓冲绳缆以及一种用于提高绳缆抗震缓冲性能的配重结构和橡胶缓冲层设计方法。本发明在绳缆上增加橡胶缓冲层，并连接上配重结构，可以实现抗震缓冲的作用，从而提高水下设备的稳定性和安全性。将橡胶缓冲层套在绳缆上，可以减少外部震动和冲击对绳缆的影响。此外，通过在绳缆上连接配重结构，可以调整绳缆整体的重心位置，从而进一步提高其稳定性和抗震能力。配重结构的重量和位置可以根据实际情况进行设计和优化，以达到最佳的抗震缓冲效果。技术研发人员：叶凌云,黄添添,赵一能,朱智娟受保护的技术使用者：海南智灏科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13