并联六自由度机构在舰船装备动态环境模拟中的应用

船舶在海上航行的运动状态具有很多不确定性,会发生俯仰、偏转和横向摆动等多种运动,这种动态环境对船载机械设备的正常运行有许多不利影响。多自由度摇摆平台结合伺服液压系统和机械传动系统,在平台稳定性和动态性能上表现突出。本文利用并联六自由度机构,设计一种模拟舰船动态环境的摇摆平台,该平台可实现纵摇、横摇和上下升沉复合摇摆状态控制。     

一种新型船模水动力性能测试装置研究

目前,国内外的船模水动力性能测试装置均为平面运动机构,使得船舶水动力导数的测量范围有限,而一种新型船模水动力性能测试装置,即六自由度船模水动力性能测试装置可以扩大这一测量范围。从六自由度平台的工作原理,六分力天平量程的确定和测试装置总体设计3个方面来具体研究和设计六自由度船模水动力性能测试装置。首先具体介绍六自由度平台的工作原理,即平台6根运动杆的运动与船舶六自由度运动的对应关系;然后建立船舶六自由度运动所受力和力矩的初步计算公式,以国内外平面运动机构的具体技术性能指标为依据,确定试验装置中的六分力天平的量程;最后确定测验装置的整体设计,设计出现有船池拖车平台的具体形状与尺寸。以此为依据,综合考虑拖车平台的受力情况及拖车架和六自由度平台的安装方式,确定拖车架的具体结构形式与尺寸大小,得到三维示意图、二维安装图与尺寸图,进行结构强度分析。     

一种新型船模水动力性能测试装置研究

目前,国内外的船模水动力性能测试装置均为平面运动机构,使得船舶水动力导数的测量范围有限,而一种新型船模水动力性能测试装置,即六自由度船模水动力性能测试装置可以扩大这一测量范围.从六自由度平台的工作原理,六分力天平量程的确定和测试装置总体设计3个方面来具体研究和设计六自由度船模水动力性能测试装置.首先具体介绍六自由度平台的工作原理,即平台6根运动杆的运动与船舶六自由度运动的对应关系;然后建立船舶六自由度运动所受力和力矩的初步计算公式,以国内外平面运动机构的具体技术性能指标为依据,确定试验装置中的六分力天平的量程;最后确定测验装置的整体设计,设计出现有船池拖车平台的具体形状与尺寸.以此为依据,综合考虑拖车平台的受力情况及拖车架和六自由度平台的安装方式,确定拖车架的具体结构形式与尺寸大小,得到三维示意图、二维安装图与尺寸图,进行结构强度分析.     

内曲线径向柱塞液压马达虚拟样机建模与仿真

内曲线径向柱塞液压马达在工程机械得到了广泛应用。该文结合该液压马达的运动原理,在Pro/E平台下对其虚拟样机进行了设计,重点对该液压马达的运动特性和配油特性进行了分析和研究。在Pro/E基础设计模块下对其主要零部件进行了建模,在Pro/E机构运动仿真分析模块下对其进行了虚拟装配和运动学仿真,并在Pro/E动画模块下动态仿真了其液压系统的配油方式。     

规则波作用下张力腿平台的非线性动力响应

建立了一种考虑多种非线性因素的张力腿平台(TLP)模型,其中包括六自由度有限位移、各自由度之间的耦合、瞬时湿表面、瞬时位置、自由表面效应、粘性力等因素引起的非线性.推导出TLP六自由度非线性运动方程.对典型平台ISSCTLP进行了时域上的数值计算,求得该平台在规则波作用下的六自由度运动响应.用退化到线性范围的解与已有解进行了对比,吻合良好.数值结果表明,综合考虑非线性因素后响应有明显改变.     

船用两自由度运动平台控制策略研究

一种船用并联平台,具有三个支撑点,液压伺服驱动双缸运动,可以完成横摇和纵摇两个运动自由度.介绍了基于铰点坐标的单通道控制与基于自由度的控制策略,建立了Matlab/simulink仿真模型,对自由度控制效果进行了验证,仿真结果表明基于自由度的控制策略可以保证平台运动过程中两套驱动系统协调运动,有效减少侧倾自由度的耦合输出.     

两种运动平台下晃荡冲击荷载的实验研究

由液体晃荡引起的冲击荷载主要与外部激励(激励频率和激励幅值)和装载率相关。大尺度物理模型实验通过运动平台在室内复现液舱的运动,进而实现在室内对储液舱内晃荡载荷的研究。因此,平台的运动能力、运动的精确性对液体冲击载荷的实验结果非常关键。为了研究不同类型运动平台的运动性能及其对储液舱内冲击载荷的影响,文中以大比尺二维矩形舱为模型,分别在单自由度运动平台和六自由度运动平台开展系统的液体晃荡冲击实验。实验结果表明:仅考虑水平运动,单自由度平台的精度要高于六自由度平台;在个别工况下,两个平台下冲击荷载时程和特征值的对比结果出现了一定差别,但是晃荡冲击荷载的整体趋势基本一致。通过评价单自由度和六自由度两种类型的运动平台在液体晃荡研究领域应用的适用性,为大尺度室内晃荡模型实验中运动平台的选择提供参考     

高速重载液压运动平台设计及驱动特性分析

为满足大型船舶设备实船工况的仿真需要,开展大作业空间、高速、重载的超大型6自由度运动平台的研发工作.为解决高速、大作业范围所导致的液压缸缸速过高问题,设计合页比例放大机构.利用浮球自重平衡机构,降低液压缸的驱动力需求,在ADAMS中建立平台虚拟样机模型,验证自重平衡机构的有效性.对3类液压缸驱动特性进行分析,选用单出杆差速缸驱动平台运动.仿真计算结果表明:配备了自重平衡机构及采用差速缸驱动方式后平台液压系统消耗的平均功率得到了显著降低.     

基于ADAMS和AMESim的升降鳍板锁紧系统特性仿真

以ADAMS为平台,结合Pro/E中建立的三维模型和AMESim中建立的液压系统模型,建立升降鳍板锁紧系统的机械液压联合仿真模型.对升降鳍板运动特性、液压缸活塞杆伸缩速度以及受力、销轴应力应变等进行分析.基于虚拟样机技术对该锁紧机构进行的研究,缩短了产品的研发周期,提高了产品研制的一次性成功率,提高了研究质量,降低了研制成本.     

水下机器人运动控制与仿真的数学模型

本文首先确定了水下机器人六自由度空间运动模型，为了便于在控制与仿真中应用，本文借助matlab平台，将水下机器人的六个自由度的方程转换为矩阵乘形式，然后结合水下机器人的环境仿真，推力器仿真，舵翼仿真，建立了水下机器人六自由度运动记真器。最后用该仿真器进行了运动仿真，仿真结果与海上试验吻合得很好，表明该仿真系统是符合实际的，该仿真系统采用一种普遍实用的数学模，精度较高，适用于任何类型的水下机器人，对研究水下机器人操纵与控制有很大现实意义。     

虚拟样机技术在液压油源机组设计中的应用

文章介绍了虚拟样机技术这一崭新的产品开发方法,以及虚拟样机技术通过三维设计软件SolidWorks及其有限元分析模块COSMOSWorks在液压油源机组设计中的应用过程。     

基于SolidWorks的船舶柴油机虚拟装配及运转

在使用SolidWorks软件完成船舶柴油机装配体设计的基础上,再利用其动画制作功能,可实现船舶柴油机的虚拟装配及运动仿真.仿真结果直观、生动、形象,可验证装配序列和装配路径的可行性、分析最佳装配次序、确定最优装配路径,从而缩短柴油机的装配周期和提高柴油机的装配质量.     

一腱断裂下深水张力腿平台非线性动力响应及系泊特性研究

张力腿平台采用特殊的垂直系泊系统,属于半顺应半刚度式平台,平台主体-系泊系统-立管之间的耦合动力响应是张力腿平台设计的关键,直接影响平台的安全性和可靠性。文中首先采用数值模拟和模型试验相结合的手段对一座工作水深为500m的张力腿平台运动响应和系泊特性进行了对比验证,模型缩尺比为1：40,试验在上海交通大学海洋工程国家重点实验室进行,数值计算采用SESAM软件。在试验验证的基础上重点对一腱断裂的前、后平台水动力性能进行了对比分析,重点关注有义波高、特征周期以及浪向角等因素对六自由度运动响应以及张力腿张力特性的影响。     

大型船舶锚系多接触碰撞动力学分析研究

采用虚拟样机技术,利用多接触碰撞仿真分析方法代替传统木模试验对锚系运动设计进行验证。通过对拉锚速度进行多水平仿真实验,并对试验结果进行分析计算,得出了不同拉锚速度对锚系运动稳定性的影响关系,可作为大型船舶锚系设计的一个重要参考因素,值得在船舶行业推广。     

基于AQWA的半潜式平台动力特性分析

依据三维势流理论并利用ANSYS AQWA软件对某半潜式平台进行建模。分析平台在恶劣海况下的水动力性能,并运用时域耦合的分析方法的得到了平台运动的时历曲线,同时对平台系泊锚链的系泊强度进行了校核计算。结果证明平台在恶劣海况下可安全有效的工作,本文的工作对于半潜式平台的相关设计有一定的参考意义。     

飞机液压控制显示系统半物理仿真平台的设计

文章针对飞机液压控制显示系统设计了一种半物理仿真平台。该平台利用工控机和总线网络实现了仿真平台的硬件部分;通过综合运用数据总线技术、虚拟仪器技术和综合开发ICD管理模块、总线激励模块和航电模拟显示模块,实现了仿真平台的软件部分。最后,将软硬件相结合完成了针对飞机液压控制显示系统的半物理仿真平台,并通过测试验证了该仿真平台的功能。     

Virtual prototype simulation on underwater hydraulic impingement shovel

The virtual prototype technology is applied to the design of the hydraulic impingement shovel, which is to increase the reliability of the design. The work principle of hydraulic impingement shovel is expatiated, and its dynamic equations are established. The 3D model of virtual prototype is built by PRO/E. Then the couple between the mechanical body of prototype and the hydraulic system is completed by virtue of ADAMS. Finally, the simulation is made on the virtual prototype. The simulation results show that the design of underwater hydraulic impingement shovel is rational. The virtual prototype technology could lay sound foundation of successful manufacturing of physical prototype for the first time and offer highly effective and feasible means for the design and production of underwater equipments.     

基于虚拟仿真技术的船体分段制造计划管理研究

为使编制的计划具有良好的可执行性,利用虚拟仿真技术建模和优化,对编制的计划作出预测评估和可行性分析。通过Plant simulation仿真工具,参照车间实际布局,从车间层到单元设备,逐层次建模,根据设计输出BOM所确定的中间产品物量及工艺流向,结合场地资源、设备资源和劳动力资源等约束条件,把船厂生产信息完整的映射到仿真平台。通过仿真所得到的可视化分析结果,利用GA遗传算法优化仿真结果,评价计划编制的合理性和可执行,为计划编制提供基于可动态实时调整的参考方案。     

直线式液压马达偏心轴的设计与分析

介绍一种直线式液压马达设计方案,首先对偏心轴进行受力分析,以确定偏心轴的主要结构参数,然后使用Solidworks进行三维建模,最后使用ANSYS进行强度分析,为偏心轴的研究提供理论基础。