網(wǎng)架式網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)載荷與屈服強(qiáng)度分析

孫樹政， 李輝， Muk Chen Ong， 李琳

(1.哈爾濱工程大學(xué) 煙臺(tái)研究(生)院，山東 煙臺(tái) 264000； 2.哈爾濱工程大學(xué) 船舶工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001； 3.斯塔萬格大學(xué) 機(jī)械結(jié)構(gòu)工程和材料科學(xué)系，羅加蘭郡 斯塔萬格 4036)

發(fā)展深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖是大勢所趨，然而由于深遠(yuǎn)海風(fēng)浪流環(huán)境較近海環(huán)境更加惡劣，傳統(tǒng)的漁場結(jié)構(gòu)無法滿足使用要求，由此帶來的新型深遠(yuǎn)海網(wǎng)箱設(shè)計(jì)與網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)安全性分析成為研究熱點(diǎn)。

目前國際上較先進(jìn)的深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖網(wǎng)箱主要有挪威SalMar ASA的剛性半潛式漁場“海洋漁場1號(hào)”[1]、Norway Royal Salmon AS及Aker Solutions ASA提出的剛性半潛式漁場、挪威Nordlaks AS 提出的船形漁場方案“Havfarm 1”等[2]。國內(nèi)近年來發(fā)展的深遠(yuǎn)海網(wǎng)箱包括：中集來福士設(shè)計(jì)的坐底式養(yǎng)殖網(wǎng)箱“長鯨一號(hào)”、湖北海洋工程研究院聯(lián)合中國海洋大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的“深藍(lán)1號(hào)”等。哈爾濱工程大學(xué)與挪威斯塔萬格大學(xué)聯(lián)合提出了一種網(wǎng)架式模塊化深遠(yuǎn)海漁場平臺(tái)的概念[3-4]。網(wǎng)箱模塊的生產(chǎn)、運(yùn)輸、組裝及維護(hù)等更加靈活方便，且利于海洋環(huán)境保護(hù)和魚類生存環(huán)境的改善。

對(duì)深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)的載荷與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量研究。董國海等[5]將網(wǎng)箱浮架系統(tǒng)簡化為一剛性直桿，采用Morison方程直接求解計(jì)算浮架受力。單恒年等[6]采用限元法結(jié)合Morison公式，研究了浮架結(jié)構(gòu)在波浪荷載作用下的水動(dòng)力響應(yīng)，并設(shè)計(jì)模型試驗(yàn)來驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果。李坤鵬等[7]建立浮架結(jié)構(gòu)有限元模型，通過建立浮架結(jié)構(gòu)在水流作用下的載荷-變形數(shù)值模型，研究了流速對(duì)浮架應(yīng)力和變形的影響?？紤]浮架結(jié)構(gòu)的彈性效應(yīng)，F(xiàn)u等[8]、Li等[9]通過“分布梁方法”建立了浮架結(jié)構(gòu)的物理模型，通過三維水彈性理論構(gòu)建了方形框架式浮架模型，計(jì)算出了波浪作用下浮架運(yùn)動(dòng)響應(yīng)在頻域范圍內(nèi)的解。Li等[10]、Kristiansen等[11]建立了浮式網(wǎng)箱中的彈性浮架運(yùn)動(dòng)模型，并基于勢流理論中近、遠(yuǎn)場速度勢匹配的方法對(duì)浮架的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行求解。白曉東[12]通過曲線梁法和有限元模型，對(duì)網(wǎng)箱浮架系統(tǒng)的彈性響應(yīng)和應(yīng)力應(yīng)變分布進(jìn)行了分析，并對(duì)浮架疲勞壽命進(jìn)行了估算。程暉等[13]利用數(shù)值模擬方法，對(duì)投放于黃海冷水團(tuán)的“ 鉆石型” 網(wǎng)箱箱體設(shè)計(jì)了5種結(jié)構(gòu)方案，分析箱體結(jié)構(gòu)的中部水平漂移、底部水平漂移以及網(wǎng)箱阻力等特性變化。郭勤靜等[14]研究了新型半潛式養(yǎng)殖平臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法，漁網(wǎng)的模擬采用將每一個(gè)側(cè)面總漁網(wǎng)的面積等效為細(xì)長桿件，載荷采用SESAM計(jì)算。

可見，目前對(duì)網(wǎng)架式網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)載荷與強(qiáng)度問題的研究較少，因此本文將重點(diǎn)研究網(wǎng)架式網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)的載荷計(jì)算與強(qiáng)度評(píng)估方法。為便于分析網(wǎng)箱模塊浮架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，暫不考慮網(wǎng)衣的作用，僅針對(duì)浮架結(jié)構(gòu)的屈服強(qiáng)度開展研究，通過網(wǎng)架式網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)載荷計(jì)算和結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度分析，為網(wǎng)架式網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)安全性分析提供參考。

1 網(wǎng)架式網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)載荷計(jì)算

1.1 網(wǎng)架式網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)簡介

網(wǎng)架式模塊化網(wǎng)箱方案見圖1所示，該網(wǎng)箱的結(jié)構(gòu)安全性分析是網(wǎng)箱設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，浮架結(jié)構(gòu)是網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)的主體，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接影響網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)安全。

圖1 深遠(yuǎn)海網(wǎng)架式模塊化漁場平臺(tái)Fig.1 The module-based offshore fish farm platform

該網(wǎng)箱浮架是由空心圓球和圓管組成的網(wǎng)架式結(jié)構(gòu)，長寬高分別為60、48、36 m，設(shè)計(jì)吃水30 m，設(shè)計(jì)排水量約725 t，養(yǎng)殖水體約85 000 m3。該浮架結(jié)構(gòu)是由圓形管材和空心圓球組成的網(wǎng)架式結(jié)構(gòu)，網(wǎng)箱內(nèi)部有2根支撐桿件，具體結(jié)構(gòu)示意圖及坐標(biāo)系見圖2所示。

圖2 網(wǎng)架式網(wǎng)箱三維示意Fig.2 3-D scheme of the truss type cage

可見，該結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)形式比較特殊，相關(guān)規(guī)范中對(duì)該類結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)載荷的具體要求較少。由于該結(jié)構(gòu)物的形式與半潛式海洋平臺(tái)相似，都屬于吃水較大的漂浮式海洋結(jié)構(gòu)物。因此，深海網(wǎng)箱的設(shè)計(jì)載荷主要依據(jù)相關(guān)規(guī)范中對(duì)半潛式海洋平臺(tái)的要求進(jìn)行選取。同時(shí)，本文研究對(duì)象設(shè)定的試驗(yàn)地點(diǎn)是深遠(yuǎn)海，主要遭遇的危險(xiǎn)載荷為波浪載荷，所以本文主要研究波浪載荷作用下該網(wǎng)箱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。

1.2 Morison公式及其水動(dòng)力系數(shù)計(jì)算

在海洋工程的應(yīng)用當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)使用類似圓柱體的細(xì)長構(gòu)件，目前計(jì)算這種結(jié)構(gòu)波浪力的通用方法是使用Morison公式。CCS、ABS、DNV等船級(jí)社的相關(guān)規(guī)范均對(duì)該公式的使用作出了說明。對(duì)于垂直固定于水中的小尺度結(jié)構(gòu)物，Morison公式認(rèn)為作用于該結(jié)構(gòu)上的波浪力主要來源于垂直于該結(jié)構(gòu)軸線上的流體運(yùn)動(dòng)，作用于該結(jié)構(gòu)上單位長度的波浪力計(jì)算公式為：

(1)

對(duì)于直徑為D的圓柱，單位長度上所受到的波浪力為：

(2)

當(dāng)球體直徑為d時(shí)，作用于球體上的波浪力為：

(3)

在應(yīng)用Morison方程計(jì)算時(shí)，需要確定拖曳力系數(shù)CD和慣性力系數(shù)CM，相關(guān)規(guī)范中對(duì)這2個(gè)系數(shù)的選取并不明確，本文采用CFD軟件STAR CCM+計(jì)算局部球管結(jié)構(gòu)的拖曳力系數(shù)CD和慣性力系數(shù)CM。由于該結(jié)構(gòu)相鄰兩球、兩管之間的相對(duì)距離l/D大于4，球、管之間的干擾效應(yīng)和遮蔽效應(yīng)可以忽略[15]。考慮網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，計(jì)算時(shí)選擇局部球管結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，見圖3所示。使用STAR CCM+中的幾何分解功能可將局部模型的球、管結(jié)構(gòu)分解成獨(dú)立的一個(gè)面，然后可以分別監(jiān)測分解后球、管結(jié)構(gòu)在波浪作用下的阻力，局部結(jié)構(gòu)的具體信息見表1，表中A1g～A7g由上至下分別表示圖3中橫向管構(gòu)件，B1g～B6g由上至下分別表示圖4中的垂向管構(gòu)件，A1q～A7q由上至下分別表示球結(jié)構(gòu)。

圖3 局部球管CFD計(jì)算模型及網(wǎng)格布置Fig.3 CFD model and mesh arrangement of local sphere and column structures

圖4 網(wǎng)箱模型球、管構(gòu)件編號(hào)示意Fig.4 Scheme of the spheres and columns number of the cage model

表1 局部模型球、管構(gòu)件編號(hào)及尺寸對(duì)照表

計(jì)算流域的邊界條件設(shè)置見圖4(a)所示，計(jì)算流域設(shè)置見表2所示。劃分網(wǎng)格時(shí)對(duì)自由表面處的區(qū)域加密，加密區(qū)域的范圍以及網(wǎng)格劃分一般與波高、波長以及結(jié)構(gòu)物的特征長度有關(guān)。計(jì)算流域中的網(wǎng)格基礎(chǔ)尺寸約為波浪或結(jié)構(gòu)物特征長度的1/50～1/100；為了更好地追蹤波浪液面的流體運(yùn)動(dòng)，自由液面加密的區(qū)域需要將波浪的波峰、波谷同時(shí)包含在加密區(qū)域，該加密區(qū)域的垂向高度一般約為波高的1.1倍，加密區(qū)域垂向網(wǎng)格大小一般為波高的1/20，具體網(wǎng)格劃分可見圖5(b)所示。

圖5 計(jì)算流域與網(wǎng)格劃分Fig.5 Scheme of the calculation domain and mesh

表2 計(jì)算流域坐標(biāo)Table 2 Coordinates of the calculation domain

選擇K-Epsilon模型，歐拉多相流模型以及VOF波模型進(jìn)行數(shù)值造波，時(shí)間步長設(shè)置為0.005 s。波高云圖見圖6(a)，波高時(shí)歷曲線如圖6(b)所示，該浪高的監(jiān)測點(diǎn)位置為x=30 m，y=1 m處。波峰、波谷的統(tǒng)計(jì)值與相關(guān)誤差見表3，根據(jù)表中的統(tǒng)計(jì)值可以看出，理論波高與實(shí)際波高的誤差為1.065%，可以使用該網(wǎng)格進(jìn)行造波。

圖6 波浪數(shù)值模擬結(jié)果Fig.6 Numerical simulation results of waves

表3 波高數(shù)據(jù)誤差分析Table 3 Error analysis of wave height calculation results

(4)

當(dāng)流體質(zhì)點(diǎn)速度達(dá)到極值um，加速度為0時(shí)，拖曳力系數(shù)為：

(5)

對(duì)波浪的速度勢函數(shù)求解可得到流體速度和加速度的時(shí)歷曲線，通過時(shí)歷曲線中流體質(zhì)點(diǎn)速度和加速度極值對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)可以找到CFD計(jì)算結(jié)果中對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)球、管結(jié)構(gòu)的波浪力，這樣就可以求出各種球、管的拖曳力系數(shù)與慣性力系數(shù)。1 m波高和6 m波高部分球管結(jié)構(gòu)水動(dòng)力系數(shù)計(jì)算結(jié)果見表4、5所示。

表4 部分管結(jié)構(gòu)系數(shù)計(jì)算結(jié)果Table 4 Coefficient calculation results of some columns

表5 部分球結(jié)構(gòu)系數(shù)計(jì)算結(jié)果Table 5 Coefficient calculation results of some sphere

1.3 浮架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)載荷計(jì)算

通過計(jì)算得到網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)不同浪向下波浪載荷的幅頻響應(yīng)，浪向按照?qǐng)D2所示坐標(biāo)系定義，頂浪為0°，順浪為180°。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以得到設(shè)計(jì)波浪向?yàn)?°和60°，頻率為0.8 rad/s，對(duì)于設(shè)計(jì)波的波高，根據(jù)深海網(wǎng)箱目標(biāo)海域的海況資料，本文所研究的網(wǎng)箱取最大波高6 m作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，即網(wǎng)箱所能承受的極限波高為6 m。本文主要針對(duì)浮架結(jié)構(gòu)在波浪中的受力進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，因此在設(shè)計(jì)載荷確定中未考慮流載荷對(duì)浮架結(jié)構(gòu)的影響。

根據(jù)以上設(shè)計(jì)波參數(shù)，使用Morison程序計(jì)算深海網(wǎng)箱的設(shè)計(jì)載荷，設(shè)計(jì)波載荷計(jì)算結(jié)果如表6所示。為便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元分析，還需要將計(jì)算出的波浪力加載到結(jié)構(gòu)有限元模型當(dāng)中。Morison力以集中力的方式進(jìn)行加載，將x、y、z3個(gè)方向分力分別施加到結(jié)構(gòu)模型中的節(jié)點(diǎn)上，球結(jié)構(gòu)上的力通過球心處流體質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度求出，分解后進(jìn)行加載。

表6 設(shè)計(jì)載荷計(jì)算結(jié)果Table 6 Calculation results of design loads

2 網(wǎng)架式網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度分析

2.1 有限元模型建立與邊界條件設(shè)定

由于該結(jié)構(gòu)多數(shù)位于水面以下，承受比較大的外部壓力，考慮到外部壓力載荷的加載，以及球、管結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處的連接形式，深海網(wǎng)箱的所有結(jié)構(gòu)都使用板單元進(jìn)行建模。

采用MSC.PATRAN軟件建立有限元模型。首先使用粗網(wǎng)格進(jìn)行強(qiáng)度校核，管結(jié)構(gòu)的單元長度多數(shù)為120 mm，寬度為100 mm，球結(jié)構(gòu)的單元長度和寬度約為100 mm，結(jié)構(gòu)的整體有限元模型見圖7(a)，局部的結(jié)構(gòu)模型見圖7(b)，結(jié)構(gòu)材料為Q235鋼。

圖7 網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)有限元模型Fig.7 Finite element model of cage floating frame structure

參考CCS《海上浮式裝置入級(jí)規(guī)范》中結(jié)構(gòu)單面腐蝕余量的規(guī)定，對(duì)于新建浮式裝置，腐蝕年限不低于10 a，所以深海網(wǎng)箱使用10 a作為腐蝕年限，對(duì)于吃水以上的結(jié)構(gòu)腐蝕厚度為1 mm，吃水以下的腐蝕厚度為0.75 mm，按0.5 mm圓整后為1 mm。

本文參考DNVGL-RP-C103規(guī)范，進(jìn)行靜態(tài)力結(jié)構(gòu)響應(yīng)計(jì)算，對(duì)6個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)進(jìn)行固定，采用慣性釋放的方法對(duì)不平衡的力進(jìn)行平衡，施加載荷主要包括模型的重力、靜水壓力和波浪力，加載結(jié)果見圖8。

圖8 網(wǎng)箱模型結(jié)構(gòu)加載結(jié)果Fig.8 Loading results of cage model structure

2.2 基于粗網(wǎng)格的浮架結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度校核

板單元的屈服強(qiáng)度一般用Von Mises應(yīng)力σvm進(jìn)行評(píng)估，該應(yīng)力為板單元的正應(yīng)力σx、σy以及剪應(yīng)力τxy合成的的一種等效應(yīng)力：

(6)

屈服強(qiáng)度校核的許用應(yīng)力根據(jù)式(7)計(jì)算，σS為材料的屈服極限強(qiáng)度。根據(jù)CCS《海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)規(guī)范》、ABS《MOBILE OFFSHORE DRILLING UNITS 2018》的規(guī)定，使用粗網(wǎng)格校核屈服應(yīng)力時(shí)的安全系數(shù)F.S.取為1.11：

(7)

各層結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度校核不合格的結(jié)果見表7、8所示。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知：每層結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)比較大的區(qū)域大多數(shù)出現(xiàn)在球、管結(jié)構(gòu)相連接的節(jié)點(diǎn)位置；整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力最大的區(qū)域一般出現(xiàn)在網(wǎng)箱頂部A1管和B1管連接的球、管節(jié)點(diǎn)、A7管和B6管連接的球、管節(jié)點(diǎn)，說明網(wǎng)箱在波浪作用下，上、下層結(jié)構(gòu)與4個(gè)側(cè)面結(jié)構(gòu)相連接的區(qū)域應(yīng)力響應(yīng)會(huì)比較大，該區(qū)域的強(qiáng)度校核應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。造成球、管節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)力集中比較大的原因可能與連接位置網(wǎng)格的質(zhì)量有關(guān)，也可能是球、管節(jié)點(diǎn)處的板厚較小。對(duì)于屈服校核應(yīng)力集中較大的區(qū)域，需要進(jìn)行局部網(wǎng)格細(xì)化，通過改善節(jié)點(diǎn)處網(wǎng)格的質(zhì)量以進(jìn)一步對(duì)該區(qū)域的屈服強(qiáng)度進(jìn)行校核。

表7 頂浪(0°)屈服強(qiáng)度校核Table 7 Yield strength analysis results in heading waves (0°)

表8 頂斜浪(60°)屈服強(qiáng)度校核Table 8 Yield strength analysis results in oblique waves (60°)

2.3 基于細(xì)化網(wǎng)格的局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析

根據(jù)粗網(wǎng)格屈服校核結(jié)果，屈服應(yīng)力不滿足規(guī)范要求的區(qū)域絕大部分都出現(xiàn)在球、管結(jié)構(gòu)相連接的部位，因此選取球、管節(jié)點(diǎn)高應(yīng)力的區(qū)域進(jìn)行細(xì)化網(wǎng)格局部強(qiáng)度評(píng)估。

1)結(jié)構(gòu)建模。

進(jìn)行細(xì)化網(wǎng)格分析時(shí)，可將細(xì)化區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)從整體模型中單獨(dú)拿出來進(jìn)行計(jì)算，邊界條件可以從整體模型得到，也可以把細(xì)化的區(qū)域的結(jié)構(gòu)模型并入整體模型中進(jìn)行計(jì)算。網(wǎng)格細(xì)化區(qū)域能代表局部高應(yīng)力區(qū)域，細(xì)化網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格尺度不大于50 mm×50 mm。一般情況下，細(xì)化網(wǎng)格的區(qū)域范圍以校核區(qū)域?yàn)橹行南蛩闹苎由觳簧儆?0個(gè)單元，網(wǎng)格從細(xì)化中心向四周平滑過渡。

2)驗(yàn)收衡準(zhǔn)。

使用細(xì)化網(wǎng)格進(jìn)行屈服強(qiáng)度評(píng)估時(shí)，計(jì)算得到的Von Mises應(yīng)力應(yīng)小于表9中的規(guī)定。

表9 細(xì)化網(wǎng)格屈服利用因子Table 9 Refined mesh yield utilization factors

對(duì)于板單元，表中屈服利用因子可通過下式得到：

(8)

式中：k為高強(qiáng)度鋼系數(shù)，Q235鋼取1；σvm為Von Mises應(yīng)力，該值應(yīng)基于50 mm×50 mm的網(wǎng)格大小，如使用更小的網(wǎng)格，則使用與上述網(wǎng)格尺度面積相當(dāng)?shù)膯卧骄鵙on Mises 應(yīng)力與許用應(yīng)力作比較，具體計(jì)算方法為：

(9)

式中：σvm-av為Von Mises平均應(yīng)力；σvm-i為校核區(qū)域內(nèi)的第i個(gè)板單元的Von Mises應(yīng)力；Ai為校核區(qū)域內(nèi)i個(gè)板單元的面積；n為校核區(qū)域內(nèi)單元的個(gè)數(shù)。

細(xì)化網(wǎng)格局部結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度校核結(jié)果見表10所示，通過計(jì)算結(jié)果可見粗網(wǎng)格計(jì)算的不滿足衡準(zhǔn)的點(diǎn)，均滿足屈服強(qiáng)度要求。典型節(jié)點(diǎn)粗網(wǎng)格與細(xì)化網(wǎng)格應(yīng)力云圖計(jì)算結(jié)果見圖9所示。

表10 細(xì)化網(wǎng)格屈服校核結(jié)果Table 10 Yield strength check results of refined mesh

圖9 粗網(wǎng)格與細(xì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖比較Fig.9 Stress contour comparison between coarse and fine mesh

3 結(jié)論

1)對(duì)于網(wǎng)架式網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)載荷計(jì)算與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估可以借鑒半潛式海洋平臺(tái)相關(guān)規(guī)范，采用設(shè)計(jì)波方法確定設(shè)計(jì)載荷。浮架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)載荷可以采用Morison方程進(jìn)行計(jì)算，其中水動(dòng)力系數(shù)可以采用CFD方法計(jì)算。

2)通過對(duì)浮架結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度分析結(jié)果表明，Von Mises應(yīng)力最大的單元多數(shù)出現(xiàn)在球、管結(jié)構(gòu)連接的區(qū)域，對(duì)這些不滿足規(guī)范要求的區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化并進(jìn)行局部強(qiáng)度校核，發(fā)現(xiàn)應(yīng)力集中較大的區(qū)域滿足細(xì)網(wǎng)格屈服應(yīng)力衡準(zhǔn)，說明球、管節(jié)點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算對(duì)網(wǎng)格的質(zhì)量和大小比較敏感，在進(jìn)行類似結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度評(píng)估時(shí)需要提高單元網(wǎng)格的質(zhì)量。

3)浮架結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)較大的區(qū)域主要出現(xiàn)在網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)的頂部和底部，且危險(xiǎn)單元主要集中在上、下2個(gè)面與側(cè)面相連接的球節(jié)點(diǎn)附近區(qū)域，這些位置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)關(guān)注。

此外，本文計(jì)算浮架結(jié)構(gòu)載荷時(shí)，為使問題簡化未考慮網(wǎng)衣水動(dòng)力的影響，這將對(duì)浮架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)載荷和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析產(chǎn)生影響，在以后的研究中需要進(jìn)一步完善。

總之，本文通過對(duì)一種新型的網(wǎng)架式深遠(yuǎn)海網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)載荷和屈服強(qiáng)度分析，表明了網(wǎng)架式網(wǎng)箱具有較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能，為該網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有益的參考。