知识中心 / 海上吊装

动态放大系数 (DAF)

峰值载荷需要一个参考值。

DAF 是指定载荷响应的峰值除以与之匹配的静态或准静态参考值所得的比值。须说明测量位置、比较对象,以及所描述的吊装阶段。

01 / 解读响应曲线

一条曲线,三项须报告的内容。

峰值给出 DAF,参考值赋予其意义,最小张力则需单独核实。

示意图 · 无具体工况数值载荷响应的峰值、参考值与最小值示意载荷曲线,标有三个编号点:1为用于计算 DAF 的峰值;2为响应比等于1时的匹配准静态参考值;3为最小张力,系单独核实项。图中标出零线。本图仅为说明性示意,并非模拟吊装结果。载荷响应 / 参考值1.00123所述区间起点所述区间终点
同一响应点与参考值适用于全程。该曲线用于说明报告方法,其形状并非工程结果。
1

峰值响应

将最大响应值除以匹配的参考值,即得 DAF。

2

参考载荷

须注明载荷通道及参考值。吊钩载荷与吊索组张力描述的是不同位置。

3

最小张力

须单独报告。仅凭峰值比无法确定吊索是否始终保持张紧。

每个 DAF 均须说明响应点参考载荷吊装阶段分析区间依据基础
02 / 选择分析方法

您的吊装作业需要哪种分析?

选择您正在评估的吊装阶段。系统将为您提供研究路线, 或者,针对一种狭义的张紧索具工况,提供示意性谐波计算界面。此处的任何输出 均不构成吊装工程分析。

起吊或两个运动体之间的转移研究路线

本界面不提供具体数值。

起吊过程取决于两个运动体之间的 相对 运动、啮合瞬间的速度以及接触状况,这些均非单体谐波模型所能体现。

分析须体现以下要素

  • 两个运动体的相对运动(含相位)
  • 啮合时的相对速度
  • 间隙、接触,以及载荷从支撑体上的转移
  • 起吊速度与预紧载荷
开展研究前需准备的资料
  • 两艘船舶,或船舶与固定结构物,及其运动基准
  • 起吊顺序与起吊速度
  • 物体质量、重心及吊点
  • 索具布置及起吊钢丝绳特性
请 ND 为此吊装工况制定分析范围 →
已离开甲板与水面 — 吊索保持持续张紧示意界面

针对该阶段,提供了一个示意性谐波计算界面。

仅适用于载荷已离开甲板与水面、且吊索全程保持张紧的情况。 它不是设计基准 DAF、吊机能力校核、许用海况, 也不是设备选型依据。

需要准备的资料

  • 吊臂端点垂直振幅 Atip (m) 或加速度 atip (m/s²),以及其数据来源
  • 激励周期 T — 施加的响应周期,而非波浪周期 Tp
  • 如需得到放大后的结果:需已知 Tn,或 meffKeff 以推导得出
  • A 阻尼比 ξ。没有默认值 — 在接近共振时,该参数很大程度上决定了结果
  • 可选:静态吊钩张力 W0 (kN),以获得力值而非系数

只有 Hs 和 Tp?仅凭海况并不能 确定吊臂端点运动 — 还需要船舶响应、船艏向、装载状态 及吊机位置等信息。本界面不会替您猜测这些参数。

打开示意性张紧索具谐波计算界面

仅供示意。 并非吊装工程分析, 也不能替代专业分析。

吊臂端点垂直运动
加入起吊与载荷动力学 可选

若不勾选,本界面仅给出刚性吊臂端点项的结果。 若勾选,则会加入悬挂系统在接近共振时所产生的放大效应。

我需要针对具体项目的研究范围 →

进出浪溅区研究路线

本界面不提供具体数值。

入水过程受穿越水面时的浮力、附加质量、阻力与砰击载荷,以及物体所处位置的波浪运动学所支配。本模型完全未包含这些作用力。

分析须体现

  • 排开水体积与入水深度的关系
  • 穿越自由液面时的浮力过渡
  • 附加质量与阻力
  • 砰击载荷,以及物体所处位置的波浪运动学
  • 穿越该区域的下放速度
开展研究前需准备的资料
  • 物体几何形状及其水动力学依据
  • 干重、重心及水中重量
  • 下放速度及预定的穿越作业窗口
  • 海况及吊点处的船舶运动基准
请 ND 为此吊装工况制定分析范围 →
水下下放或着陆研究路线

本界面不提供具体数值。

水下下放与着陆过程受浮力、附加质量、阻力、钢丝绳动力学及触底接触所支配。随着物体下沉,静态参考值与有效惯量均会发生变化。

分析须体现

  • 水中重量与浮力
  • 深度处的附加质量与阻力
  • 整个放绳过程中的钢丝绳与索具动力学
  • 在海床或结构物处的触底与接触
开展研究前需准备的资料
  • 水深及下放剖面
  • 物体几何形状、质量及水动力学数据
  • 钢丝绳放绳量、刚度及索具布置
  • 着陆目标及其验收准则
请 ND 为此吊装工况制定分析范围 →
溜桩、冲击或可能的松弛研究路线

本界面不提供具体数值。

溜桩或冲击载荷是一种瞬态的仅受拉事件:吊索先松弛后重新张紧。稳态线性模型无法体现这一过程 — 而这恰恰正是本模型 不适用 的情形。

分析须体现

  • 下冲或下放速度
  • 啮合与重新张紧的状态
  • 松弛过程中仅受拉的吊索行为
  • 缓冲器的力–行程特性,包括限位挡块
开展研究前需准备的资料
  • 桩体或物体质量及下冲速度
  • 起吊布置及其刚度
  • 吊臂端点处的许用峰值载荷
  • 该事件前后的作业顺序
请 ND 为此吊装工况制定分析范围 →
模型边界 — 本界面无法计算的内容
  • 由海况推算吊臂端点运动 — 这需要吊点处的船舶响应分析
  • 不规则波统计量、作业持续时间,或 Hs × Tp 作业窗口
  • 入水过程:浮力、附加质量、阻力与砰击载荷
  • 起吊、落座、接触,以及两个独立运动体
  • 松弛、重新张紧与冲击 — 这些均为瞬态非线性过程
  • 绞车与控制系统特性、补偿器行程及限位挡块
  • 分布式钢丝绳与吊机振型 — 本模型仅为单一竖直振型
完整技术指南

机理、计算方法与项目实证。

继续阅读原始说明,或跳转至 匹配案例研究.

什么是动态放大系数?

动态放大系数(DAF)是指定载荷响应的峰值除以与之匹配的静态或准静态参考值 — 二者须针对同一载荷通道、位置、构型及吊装阶段。DAF 为 1.30 表示总载荷峰值比所述参考值高 30%;DAF 为 2.0 表示峰值为参考值的两倍。DAF 为 1.0 仅表示所报告的峰值等于参考值,并不能证明该吊装过程中未发生运动、未出现低最小张力,也未出现松弛。

DAF 若未说明 响应点 (吊臂端点、吊钩、吊索组或负载)、 参考载荷 以及 吊装阶段,即属不完整。吊钩峰值载荷与静态吊钩载荷之比,不可与吊索峰值张力与水下参考值之比互换使用 — DAF 是一个峰值比,而非安全系数、吊机利用率或许用海况。

在海上吊装作业中,波浪会使吊臂端点上下运动,而负载悬挂于下方。这种相对运动会在吊装系统中产生动态载荷 — 当吊臂端点向上加速时出现张力尖峰,下降时则出现松弛。DAF 反映了这些动态载荷相对于平静水面吊装工况的恶化程度。

实际吊机作业中 DAF 产生的原因是什么?

在实际吊机作业中,DAF 由整个载荷路径中的相对运动所驱动。吊臂端点、吊钩、钢丝绳、吊索与负载并非作为单一刚体运动:相对加速度会改变张力,柔度会储存与释放能量,水动力会改变有效载荷,而张力的失去与恢复则会产生非线性的冲击事件。吊臂端点下降本身并不能证明吊索已松弛 — 只有当计算张力降至零时,才会出现松弛。

补给船甲板吊装。 补给船上的货物集装箱会随船舶升沉与横摇运动,而吊臂端点则随吊装船或平台运动。若吊钩上升的同时甲板或集装箱下降,吊索可能在极短时间内从松弛或低张力状态骤变为满载状态。这种冲击载荷可能远高于集装箱的静态重量。

浪溅区穿越。浪溅区穿越过程中,随着负载穿过自由液面,浮力、阻力、附加质量及波浪质点速度会迅速变化。吊钩载荷可能急剧起伏,尤其是当吊机、钢丝绳与负载的动力学响应与波浪周期相吻合时。

其他常见诱因 包括甲板突然起吊、着陆冲击、挂钩缠绊、吊机快速运动、紧急停止,以及吊机、钢丝绳与负载系统的共振。

冲击载荷 — 松弛与重新张紧

最剧烈的 DAF 事件是冲击载荷:吊索先松弛,随后突然重新张紧。吊索松弛期间,吊钩与负载各自独立运动;而当吊索重新绷紧时,速度差必须几乎瞬时地由钢丝绳的伸长来吸收。对于一个理想化、无阻尼的单自由度模型而言,质量为 m 的负载(若浸没于水中,则加上附加质量 mA ),在组合切向刚度为 k 的载荷路径上,超出准静态载荷的速度驱动张力增量约为

F snap 等于 v rel 乘以 k 与(m 加 m sub A)之积的平方根。

其中 vrel 为吊索重新张紧瞬间的相对速度。这并非冲击峰值张力的总量:k 是整个载荷路径的组合切向刚度,质量项是等效参与质量,并不能直接等同于负载加附加质量;而且一旦吊索可能失张,峰值与最小张力就属于非线性、仅受拉的瞬态分析范畴。在本界面中,该增量随刚度的平方根而变化,在相同速度差条件下,k 加倍会使其增大约 41%,但增加柔度也会增大行程并改变固有周期,因此并不必然更安全:须核实可用行程及限位挡块载荷。 DNV-RP-N103 规定了何时须评估冲击载荷以及峰值的计算方法。在整个波浪周期内保持吊索张紧,可从根本上避免松弛转为张紧的突变 — 一台 被动升沉补偿器 可以在其经过分析的运动及力–行程包络范围内实现这一点,但该包络必须经过验证,而非假定成立。

甲板起吊时的仿真吊钩载荷:裸索具冲击达静态载荷的 3.2 倍,并反复出现松弛区间;预紧缓冲器则将载荷维持在静态值的约 1.3 倍附近
图 1(示意性单自由度仿真):甲板起吊时的冲击载荷。负载 20 t,裸系统刚度 4 MN/m,吊索啮合时设定相对速度 1.5 m/s,吊臂端点运动幅度 1.0 m、周期 7 s。裸索具(藏青色)出现 3.2× 的峰值,并反复出现松弛–冲击循环;带预紧与阻尼的气弹簧缓冲器(红色)在相同起吊条件下仅达到静态值的 1.28×。这些峰值仅适用于本模型 — 并非典型数值、产品保证值或经认证的计算结果。

如何降低 DAF

  • 针对冲击载荷的缓冲器。 A POLARIS 吊机缓冲器 在吊机与负载之间加入行程与阻尼。只要其力–行程特性、可用行程及限位挡块载荷与事件相匹配,它便能在单次冲击事件(甲板起吊、冲击载荷、过载)转变为吊机峰值载荷之前,吸收其动能。事件之后它需要一定时间复位,因此对于波浪区内反复出现的松弛–冲击循环,应改用升沉补偿。
  • 用于浪溅区穿越的被动升沉补偿。 A 被动升沉补偿器 可减小吊钩与水下负载之间的相对运动。这能使索具张力在穿越浪溅区时更为平稳,并降低吊机所承受的动态放大效应 — 但须在该装置经过分析的载荷、频率及行程包络范围内。
  • 既要控制设备,也要控制吊装作业本身。 降低吊机速度、避开共振海况、规划气象窗口,并采用柔性起吊程序。设备可以降低 DAF,但作业本身仍决定了初始条件。

产品选型遵循起主导作用的机理 — 下方的场景部分说明了具体对应关系。对于吊机侧的需求,请对照 吊机载荷曲线图.

如何计算 DAF

对于干态吊装(已离开甲板与水面、吊索持续张紧,负载随规定的正弦吊臂端点运动而运动)的初步筛选估算值为

DAF=1+a升沉g

其中 a升沉 为吊臂端点处的最大垂直加速度,g 为重力加速度(9.81 m/s²)。对于单振幅为 ζ 的正弦吊臂端点运动(即吊点处的垂直运动,而非 Hs)而言,响应周期为 T,该周期并不必然等于波谱峰值周期 Tp:

a升沉=ζ×(2πT)2

例如,升沉振幅为 1.5 m、周期为 8 s 时:

a升沉=1.5×(2π8)2=0.93m/s²DAF=1+0.939.81=1.09

这仅为刚性吊臂端点的筛选估算。耦合吊钩响应在系统固有周期附近可能更高,在隔振区则可能更低 — 具体取决于频率比、阻尼、刚度、绳长、负载质量及水动力特性。旧版 DNV-OS-H205 吊装规定已并入 DNV-ST-N001;以项目指定版本及其系数为准。

归一化分析区间内的示意性响应比曲线:准静态参考值为 1.0,响应呈振荡状态,峰值以空心菱形标出(DAF 等于最大响应与参考值之比),最小值处标注说明:接近零的最小值意味着存在松弛风险
图 2:DAF 如何从响应中提取,即所述载荷通道的峰值除以其在所述分析区间内的准静态参考值。该曲线为示意图,并非设计结果。空气中的设计值还须满足 DNV-ST-N001 按重量分档的表 16-1 最小值要求(海上:随吊钩载荷增大,由 1.25 逐级降至 1.10);水下吊装则无统一最小值 — 其 DAF 须按第 16.17 节、采用 RP-N103 方法计算,补偿器可直接降低该结果。

更精确的 DAF 计算会将船舶、吊机、起吊钢丝绳、索具及负载水动力特性作为一个耦合系统进行建模。常用的商用时域工具包括 OrcaFlex — 以及 ND 自有的 CONSTELLATION)均用于此类计算;关于入水物理过程,请参见 浪溅区穿越指南.

为何不存在可通用的 DAF 范围

标准最小系数、项目计算所得响应以及单次仿真的结果, 属于不同性质的数值。每个数值都须说明其载荷通道、参考载荷、 吊装阶段及依据基础。

按吊装场景划分的动态放大系数 — 未采取补偿、采取所述缓解措施,以及相应依据基础。
吊装场景未补偿采取所述缓解措施依据
一般海上吊装无通用范围无通用降低幅度针对具体阶段的分析及经批准的项目依据
水下吊装经计算得出匹配计算采用合同指定的 DNV-ST-N001 依据,并使用适用的 RP-N103 方法;此处不给出统一数值
冲击 / 起吊 — 示意案例3.2× (图 1 案例)1.28× (图 1 案例,配缓冲器)单自由度示意性仿真 — 并非上限值

最小张力属于单独的验收核查项,并非 DAF 定义的一部分。ND 界面中显示的任何初步不失张或百分比阈值,均为 ND 的筛选默认值,除非项目依据中明确指出适用的要求及条款。

各 DNV 文件的作用范围
  • DNV-ST-N001 — 规定海上作业载荷工况、规划及海事保证依据。
  • DNV-RP-N103 — 提供海上作业设计载荷的建模指南及简化公式。
  • DNV-RP-N202 — 规定升沉补偿器的设计参数、性能及验证要求。
  • DNV-ST-0378 — 规定吊装设备的设计与认证;并不确定项目 DAF,也不批准具体吊装作业。

以合同及海事保证方(MWS)指定的版本、项目假设条件及验收准则为准。设备认证与具体作业的吊装批准属于另外的事项。

一个站得住脚的前后对比须包含哪些内容
须采用相同的船舶响应、环境激励、响应点、静态参考值、吊装阶段、模型选项、随机种子、持续时间及极值统计方法。报告 DAF 时须同时给出最小张力、行程及限位挡块响应。下方成对的 GRP 与溜桩案例展示了这一报告方式;二者均不为其他吊装作业提供适用范围。

委托研究所提供的内容

下方展示两个独立委托的 CONSTELLATION 案例,之所以列出,是因为它们涵盖了 上方界面刻意排除的物理过程。每个案例均为一对匹配结果(基于同一组输入, 分别模拟载荷路径中有无 ND 设备的同一次吊装作业),且各自都附有 完整的工程依据。它们 并非 根据您的输入生成,也不是对本界面的 验证,更不能套用于其他吊装作业。

35 t GRP 防护罩穿越浪溅区时吊索组张力随时间变化曲线,基于同一波浪实现,分别示出有无 RIGEL 被动升沉补偿器的情形。未使用补偿器时,张力反复降至零并冲击至 1846 kN;使用 RIGEL 后,张力维持在 183 至 655 kN 之间,且从未出现松弛。
浪溅区 · RIGEL。 采用相同海况与相同波浪随机种子,分别模拟有无补偿器的工况。裸索具工况下,吊索组松弛十次,冲击峰值达 1,846 kN(负载 DAF 为 5.38);使用 RIGEL 后,吊索组全程未出现松弛,峰值为 655 kN(DAF 为 1.91)。 阅读完整案例研究 →
本图的工程依据
案例
CONSTELLATION 沿用旧名称的预设 rigel_grp_splash_55t,场景包 DS10-PKG-SZ,采用声明的 35 t 负载及 1.4 的气液比加载。该旧文件名并不反映当前负载质量。两列数据均由以下脚本连续生成: docs/audits/rigel-splash-2026-07-26/paired_traces.py.
版本与日期
CONSTELLATION v1.2.96,提交号 45998bc。运行日期:2026年8月3日。
作业阶段
浪溅区穿越 — 经水面下放。未建模起吊阶段及着陆阶段。
DAF 定义
负载 DAF = 整个运行过程中吊索组的最大张力 除以负载的 空气中静态重量,即 35 t × 9.80665 m/s² = 343.2 kN。该分母是本 ND 案例所声明的定义。峰值取自求解器自身网格上的时间序列最大值,而非绘图采样点的最大值。
评估载荷点
紧邻负载上方的四腿吊索组。并非吊钩,也并非吊臂端点 — 二者还须承担索具与补偿器自重,数值有所不同。
船舶运动与海况
North Sea Giant:排水量 25,397 t,尺度 161 × 30 m,吃水 7.5 m,GMT 1.5 m,GML 80 m,回转半径 10.5 m 及 38.2 m,航向 180°(尾浪;本模型中 0° 为迎浪),六自由度响应,含吊臂端点 RAO。不规则波 Hs 1.8 m,Tp 7.5 s,JONSWAP 谱,峰值增强因子由仿真器自动推导,200 个谱分量,水深 30 m。
持续时间、实现次数及极值统计方法
每次运行 120 s, 每列 8 次波浪实现(种子 1–8)。图表绘制的是实现 6,该实现给出了控制性峰值吊索载荷 以及 两列中控制性 DAF 均出自该实现。下方包络值为 各项指标 在全部 8 次实现中的最不利值 — 并非单一实现同时产生全部四项最不利数值。
负载、索具与设备
35 t GRP 防护罩,尺寸 15.0 × 12.0 × 3.0 m,砰击面积 180 m²,排水体积 10.73 m³,自水面上方 5 m 处释放,目标深度 15 m。索具:四腿钢丝绳吊索组,夹角 60°,腿长 3.0 m,索组刚度 84,823 kN/m;上部吊索 5.0 m,刚度 22,619 kN/m。吊机:钢丝绳变幅,幅度 30 m 处 75 t,起升刚度 13,622 kN/m,吊钩 7.5 t,20 mm 钢丝绳、四道穿绳,下放速度 0.16 m/s。补偿器:RIGEL 75 t / 4.5 m 行程,被动式、无 EQ 控制,气液比 1.4,气室基准位置距全收回 2,400 mm,节流孔伸出 35 % 、收回 70 %,预紧力 35 t。
水动力学依据
入水过程基于负载与波浪运动学之间的相对运动:浮力取自瞬时浸没体积,砰击作用于 180 m² 水线面面积,阻力系数 Cd 取 1.3,水动力附加质量系数 Ca 取 2.2,并计入 Froude–Krylov 项。上述系数均为声明的案例输入值,须经项目验证。
两组数据是否具有可比性?
是的。两列均为同一版本下的同一预设,在同一会话中基于相同的 8 个种子运行;唯一的差异是载荷路径中是否包含补偿器。图中所绘为两侧均取自实现 6 的一对结果,因此两条曲线所受波浪激励完全相同。
控制性限值
对于本 ND 预工程筛选界面而言,负载 DAF ≤ 2.0 及冲击载荷比 ≤ 0.90 为公司验收默认值;DNV-RP-N103 为分析方法提供依据,但此处并未将其作为这些限值的出处引用。 使用 RIGEL 时:DAF 为 1.15–1.91(8 次实现全部落在 ND 默认值以内),冲击载荷比不超过 0.359(8 次全部满足),未出现吊索松弛事件,吊索峰值 655 kN,相当于该装置自身 735.75 kN SWL 的 89.0 %,行程利用率 59–77 %。 未使用时:DAF 为 3.41–5.38,冲击载荷比为 1.000,最多出现 11 次吊索松弛事件。经批准的项目准则优先于上述默认值。
本案例并非什么
并非其他任何吊装作业的设计基准 DAF,并非吊机能力校核,也并非作业窗口。它只是在单一海况下的一个委托案例,与上方界面无关。
溯源说明
本图取代了 2026 年 7 月发布的一个数值,当时给出的负载 DAF 为 1.10。该次运行采用较早的 55 t 负载配置,Hs 为 2.0 m,并使用了图注中未说明的覆盖参数,且仅为单次实现,所用版本未考虑波浪种子,在当前代码上无法复现。该数值已被撤回,而非重新给出。
1500 t 溜桩以 5 米/秒速度制停时吊钩载荷随时间变化曲线,基于同一组输入,分别示出有无 POLARIS 缓冲器的情形。未使用缓冲器时,吊钩峰值达 37,664 kN,并两次完全松弛;使用 POLARIS 后,峰值为 23,627 kN,且全程保持受载。
溜桩 · POLARIS。 同一组输入,分别在有无缓冲器的情况下运行。未使用缓冲器时,吊钩峰值达 37,664 kN(DAF 2.28),吊索完全松弛并重新张紧两次;使用 POLARIS 后,峰值为 23,627 kN(DAF 1.43),吊索全程保持受载。 阅读完整案例研究 →
本图的工程依据
案例
CONSTELLATION 预设 factory:polaris_pile_run,场景包 DS10-PKG-POL-PIR,单一速度点 5.0 m/s,阀力设定为 18,000 kN(预设默认值 17,658 kN)。
版本与日期
CONSTELLATION v1.2.96,提交号 29267cc。运行日期:2026年8月3日。带补偿一列为 2026 年 7 月 7 日锁定的案例,在本版本上复现,DAF 偏差在 0.05 % 以内。
作业阶段
溜桩 — 打桩过程中的下落制停事件(ND-DS-10 §10)。干态,处于空气中,已离开浪溅区。
DAF 定义
DAF = 5 s 时间窗口内的最大吊钩张力 除以 吊钩处静态悬挂重量:吊钩 160 t + POLARIS 本体 17.10 t + 活塞杆 10.85 t + 负载 1,500 t = 1,687.95 t,即 16,553 kN。峰值取自 0.05 ms 积分网格,而非 1 ms 输出网格 — 若仅从输出采样点读取,会低估急剧制停时的峰值。在缓冲器下方,还报告了相对于负载自身 14,710 kN 的第二个 DAF:使用 POLARIS 时为 1.31,未使用时为 2.41。
评估载荷点
吊钩及吊机连接件,位于缓冲器上方。缓冲器下方的杆力属于单独的通道,数值不同。
船舶运动与海况
刻意不设定。 溜桩是亚秒级的冲击事件,因此本案例中船舶运动被屏蔽,未施加波浪载荷 — 该案例仅孤立考察制停过程本身。不存在 Hs,Tp、谱型或航向可供引用,本图不涉及船舶在海况中的行为表现。
持续时间、实现次数及极值统计方法
5.0 s 时间窗口,每 1 ms 输出一次,积分步长 0.05 ms。 每列均为单次确定性运行 — 无随机种子,也无系综,因为不存在需要取平均的随机激励。所引用的峰值为时间序列的最大值,而非统计极值,不能与旁边浪溅区案例那样的 8 种子包络值直接比较。
负载、索具与设备
1,200 t 桩体加 300 t 锤(已卡紧),合计冲击质量 1,500 t,下冲速度 5.0 m/s。载荷路径:吊机 17,454.3 kN/m,阻尼 66.85 kN·s/m;吊钩 160 t;上部吊索 49,762.8 kN/m;POLARIS 本体 17.10 t;活塞杆 10.85 t;下部吊索 46,652.7 kN/m;负载 1,500 t。
初始速度与缓冲器设置
t = 0 时刻自完全静态啮合状态起,以 5.0 m/s 向下运动 — 该组件在运行前已悬挂于装置上,因此气体已处于工作压力,两根吊索也均处于各自静态张力下的张紧状态。POLARIS 2,000 t / 6.0 m 行程,阀力 18,000 kN,气体预充力 15,696 kN,气体占比 0.40。本次运行使用了 6.0 m 行程中的 4.98 m(83 %),环形油腔始终未排空(下限 6.2 %)。
两组数据是否具有可比性?
是的,且这一点经过核实,而非仅凭断言。两列数据均由 同一 参数集生成;脚本会逐字段比对两者,若缓冲器标志并非唯一差异,则拒绝运行。质量、刚度、阻尼、重力、初始状态及积分步长均相同。对比工况仅将补偿器替换为刚性连杆,其余条件不变。
控制性限值
吊机 SWL 为 24,517 kN(2,500 t)。使用 POLARIS 时,吊钩峰值为 23,627 kN,相当于该值的 96.4 %。未使用时,峰值达 37,664 kN,为吊机 SWL 的 154 %,且吊索在五秒内完全松弛并重新张紧两次,单纯的峰值载荷数字无法体现这一点。
独立验证
带补偿案例已于 2026 年 7 月 17 日与 OrcaFlex 11.3e 进行交叉核对,其中补偿器简化为一条实测力特性曲线:吊机峰值偏差 +0.23 %,吊机 DAF 为 1.4299(对比 1.4266),峰值行程偏差 −0.4 %,整个制停过程中链路力 RMS 偏差小于 1 %。
本案例并非什么
不可套用于其他桩体、锤、吊机或阀门设置,也并非载荷曲线图。模型中未包含绞车或操作员响应,因此未补偿曲线在首次制停之后表现为同一链路的自由衰减振荡。
溯源说明
在 2026 年 8 月 3 日之前,“未使用”工况一直无法仿真:将气体体积驱动至零以模拟锁定油缸,会使压力项出现奇异性,因此 ND 此前发布的是一个 解析 DNV-RP-N103 冲击载荷估算值,其结果取决于假定哪条刚度路径起控制作用 — 若视吊机为柔性,则为 34,190 kN;若视其为刚性,则为 44,759 kN。仿真器现已加入刚性连杆制停模式,因此该对比工况现为计算所得,而非估算值。其负载侧结果为 35,387 kN,介于上述两个估算值之间,比 ND 于 7 月发布的吊机刚性假设数值低 21 %。
需要作业窗口,而非示意性系数? CONSTELLATION 属于委托工程服务,并非本界面的 解锁版本。ND 会先就船舶与吊机响应、被吊物、索具、作业 顺序及验收限值达成一致,然后针对各海况对作业过程进行建模,从而给出 作业窗口、控制性限值,以及补偿器所带来的改善。 请 ND 为此吊装工况制定分析范围 →

按吊装场景划分的 DAF

以下两个示例说明了不同的控制性机理 — 它们并未将所有海上吊装划分为仅有的两种情形。由于载荷模式不同,相应的控制措施也不同。

配置示意图 — 被动升沉补偿器穿越浪溅区
浪溅区穿越

穿越水面

入水时,吊臂端点响应与不断变化的浮力、阻力、附加质量及可能的砰击相叠加。松弛与重新张紧是可能出现的结果,而非必然产生的载荷分量。选型正确的被动升沉补偿器有助于在其经过分析的力–行程包络范围内维持正张力;入水砰击本身仍须按水动力学(DNV-RP-N103)进行核查。

驱动因素:砰击 · 浮力变化 · 吊臂端点升沉

降低方式 — 被动升沉补偿
配置示意图 — 由吊机缓冲器制停的溜桩过程
溜桩与下放

下放桩体或重型结构物

溜桩是一种失去支撑或下冲的瞬态过程 — 平稳下放本身并不构成冲击载荷。释放质量、下冲速度、绳索与滑车动力学以及制停系统共同决定峰值:表现为短促尖锐的冲击,而非波浪周期性的升沉。

驱动因素:冲击载荷 · 下放速度 · 索具刚度

限制峰值方式 — 吊机缓冲器

DAF 常见问题

海上吊装的典型 DAF 是多少?
不存在通用范围。须先明确响应点、准静态参考值、吊装阶段、激励及极值依据,再采用合同指定的标准版本及项目准则。来自其他吊装作业的数值仅可作为参考背景,不能作为可直接套用的设计系数。
如何计算 DAF?
先明确响应量及与之匹配的准静态参考值,再将所述吊装阶段与分析区间内的总响应峰值除以该参考值。吊臂端点筛选界面 DAF=1+a升沉g 仅适用于干态、持续张紧、且随规定的吊臂端点运动而运动的吊装工况 — 不包括索具动力学、附加质量、阻力、砰击及松弛。
什么是冲击载荷?
指吊索松弛后重新张紧时产生的短时载荷。它是一种非线性瞬态现象,普通谐波 DAF 无法体现;在溜桩或起吊事件中,其数值可达静态载荷的数倍。
被动升沉补偿能将 DAF 降低多少?
不存在固定百分比或可通用的范围。须通过对同一吊装工况的成对分析来量化(相同激励、响应点、参考值、随机种子、持续时间及极值依据),分别针对有无该装置的情形,同时核查最小张力、行程及限位挡块响应,而不只看峰值。
DAF 是安全系数吗?
不是。DAF 描述的是所述响应的放大程度。安全系数、后果系数及分项系数(以及已批准吊机曲线图中已包含的任何动态余量)属于单独的核查项;切勿重复计入。

DAF 与升沉补偿器选型

DAF 是一个输出结果,而非充分的设备选型输入。设备选型依据的是控制性吊装阶段以及该系数背后的各项量值:静态、峰值及最小张力,相对运动与速度,所需行程,力–行程特性,阻尼,循环工况,恢复时间及限位挡块载荷。DAF 较低本身并不能确定吊机能力、 气象窗口 或许用 Hs.

补偿器在具体吊装工况中能带来何种改善,以及哪种型号适用,须由建模案例给出,而非凭经验法则判断。上方的场景部分按机理进行了分类; 委托的 CONSTELLATION 研究 则会针对所述作业限值对设备进行选型,并在给出该系数的同时报告峰值与最小张力。

需要设计基准 DAF?

请提供吊装阶段、载荷定义、船舶与吊机运动基准、索具及作业限值。我们会给出所需输入清单及建议的分析范围 — 项目系数不会仅凭一张表单出具。想先查看已完成的案例?下方的基准图表正是我们报价所依据的同一批模型。

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海上吊装载荷案例 — ND 基准图表

展示吊装作业在有无被动补偿两种情况下的实测数据, 数据源自 Norwegian Dynamics 自有的时域仿真。它并不复现 任何标准的数值 — 其价值正在于这些数据本身,而这些数据不见于任何已发布的标准。

  • 在相同海况下,有无补偿器时的吊索峰值载荷及放大系数
  • 每个案例的完整配置,供您自行搭建复现
  • 每项结果的有效边界,标注于结果旁
  • 用于界定您自身吊装工况范围的输入清单

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