本文以海上移动质量过驳时的安全控制研究课题为背景,利用滚装船、半潜船搭建海上移动式过驳系统,以滚装船船艉跳板为连接,将船内车辆过驳至半潜船,以滚装船的船艉跳板为研究对象,三级海况下,以移动质量激励的船艉跳板动态响应为核心研究内容,采用理论与数值分析结合的技术路线,分析船艉跳板的振动响应,对影响过驳的关键参数进行讨论,为海上移动质量过驳系统的搭建和跳板设计提供一定的参考。主要研究内容和结论如下:(1)基于薄板的横向振动理论和基尔霍夫板(Kirchhoff)假设,建立船艉跳板自由振动与强迫振动的振动微分方程。结合有限元法推导移动载荷与矩形板的力学耦合模型、几何耦合模型,得到移动质量激励下船艉跳板控制方程的求解方法。(2)过驳系统采用横向并靠布局,系统简化为垂荡、纵摇、横摇的三自由度系统。船艉跳板看作具有四个节点接触的薄板,长15米,材料采用CCS-AH36钢。首先,结合模态分析原理实现仿真计算,得到船艉跳板前六阶固有频率在6.4-29.8Hz之间。此外,结合结构动力学建立跳板二阶响应系统,三级海况下,将并靠在波浪中的两船水动力响应结果转化为船艉跳板的约束位移谱。对船艉跳板进行响应谱分析,得到结构最大应力响应为217MPa,发生在一二级面板连接处,为跳板薄弱位置。对更高海况下,船艉跳板海上过驳强度不足时,可优先对此位置进行结构加强。(3)基于瞬态动力学开展移动质量激励下船艉跳板动态响应研究,移动质量包括履带式和轮式车辆。首先,根据接触动力学模拟车辆与船艉跳板之间的接触耦合,给出移动车辆荷载函数。接着,在Ansys中建立耦合振动数值仿真模型,并通过实验验证模型的合理性。最后,开展海上移动质量与船艉跳板耦合振动的5组瞬态动力学仿真实验,研究载荷参数和车辆参数对船艉跳板的影响,变化参数包括激励谱方向、载荷施加形式、车辆不同速度,不同边界条件,不同车辆轮印形式,得到船艉跳板动态响应的时程曲线。深入讨论了影响过驳安全的最大因素为波浪运动和车辆类型,给出海上移动质量过驳建议为使用低速、在搭接船端铺设弹簧补偿装置并优先过驳同类型履带式车辆。(4)以某客滚船艉封跳板设计为例,说明船艉跳板的一二级面板、甲板横梁、甲板纵骨、铰接铰链、面板间插销等各构件尺寸的详细设计,并根据规范进行计算论证。最后,对船艉跳板进行移动质量激励下的强度校核,包括将船艉跳板最大应力响应与许用应力对比、扭转角与规范横倾角对比,对相似过驳结构物设计提供一定的参考。