基于垂向固有振动仿真的身管口径倍数设计研究

身管自身的固有频率和振型是身管长度(口径倍数)设计必须考虑的因素之一。仿真分析不同口径倍数对身管固有频率和振型的影响情况,以及各阶次固有频率下对身管垂向位移的影响情况,仿真得出身管口径倍数在45～70倍时的固有振动参数,对身管是否附加炮口制退器给出建议。研究结果对身管口径倍数设计具有参考作用。     

火药燃气压力在身管中激发的振动

研究了由于火药燃气压力在身管中激发的振动问题。通过建立身管的三维模型，将火药燃气压力的作用区域离散，利用ABAQUS软件对身管进行了有限元分析，得出了在重力作用下火药燃气压力在身管中激发的振动。     

海上振动沉管碎石桩施工关键技术

舟山市岱山县大小鱼山促淤围涂项目大桥接线成陆工程采用斜坡堤结构,地基处理采用塑料排水板和振动沉管碎石桩2种形式,其中振动沉管碎石桩全部为水上施工,是国内港航工程至今应用的桩长最长的振动沉管碎石桩。针对海上振动沉管碎石桩施工技术难点,通过改造打桩船、优化桩位布置、制定有效的质量保证措施以及碎石出运监控措施,解决了设备功效低、定位慢、定位精度差、碎石拒落、灌量不足、密实度差等一系列难题,形成一套海上振动沉管碎石桩施工关键技术。     

火炮身管直线度检测与寿命判定

火炮身管由于自重、材料热胀冷缩等因素引起弯曲,对火炮的射击精度造成一定的影响。当身管弯曲到一定程度时,导致火炮身管寿命终止。利用基于PSD传感技术的检测系统测量出火炮身管直线度,再对身管内直度径规长度的身管直线度进行理论分析,两者进行对比,从而对身管弯曲引起的火炮寿命终止判据进行了量化。     

身管弯曲对射击精度影响及修正模型研究

论述了身管弯曲对火炮射击精度的影响,给出了身管弯曲引起误差的修正方法,可有效地提高火炮射击精度和首发命中概率。     

铅酸蓄电池密度测量传感器研究

研究船用铅酸蓄电池电解液密度测量方法,分析了力学密度传感器、振动管式密度传感器、声学量密度传感器、光学量密度传感器等测量方法的优缺点。     

柔性身管的RBF神经网络PID控制

由于舰炮身管的弯曲振动,传统的利用炮管轴角位移进行反馈控制的方法无法精确控制炮口指向。针对这一缺点,提出了一种利用炮口角位移作为随动系统位置环反馈信息的控制结构。为模拟身管的振动,应用多刚体动力学对舰炮身管进行了柔性体建模。为改进后的控制结构设计了基于RBF神经网络整定PID参数的控制器,并与传统PID控制器的控制效果进行了仿真对比,验证其对于提高随动系统控制精度的有效性。     

深海顶张力立管涡激振动响应及参数影响分析

综合考虑立管顺流向及横流向的耦合运动,基于van der Pol理论建立深海顶张力立管涡激振动分析模型,采用有限单元法及Newmark-β法编程求解。利用所建模型对深海实尺寸顶张力钻井立管非锁频工况下的涡激振动响应及参数影响进行分析,结果表明：立管两向均表现为高阶、多模态振动形式,顺流向振动最大峰值频率约为横流向的2倍;相比均匀流,剪切流下立管振动位移及参与振动模态数均增加,立管振动主控模态发生变化;海流流速及顶张力的变化改变了立管振动位移、参与振动模态数及主控模态;随着立管外径增加,立管振动最大峰值频率及参与振动模态数均不断减小,立管振动位移变化较小。     

深海顶张力立管涡激振动响应及参数影响

综合考虑立管顺流向及横流向的耦合运动,基于van der Pol理论建立深海顶张力立管涡激振动分析模型,采用有限单元法及Newmark-β法编程求解。利用所建模型对深海实尺寸顶张力钻井立管非锁频工况下的涡激振动响应及参数影响进行分析,结果表明:立管两向均表现为高阶、多模态振动形式,顺流向振动最大峰值频率约为横流向的2倍;相比均匀流,剪切流下立管振动位移及参与振动模态数均增加,立管振动主控模态发生变化;海流流速及顶张力的变化改变了立管振动位移、参与振动模态数及主控模态;随着立管外径增加,立管振动最大峰值频率及参与振动模态数均不断减小,立管振动位移变化较小。     

海洋立管的涡激振动

海洋输流立管是海面与海底井口间的主要连接件，是海洋基础结构的关键组成部分，作为海面与海底的一种联系通道，既可用于浮式海洋平台，又可用于固定式平台及钻探船舶。立管在波浪及海流的作用下易发生涡激振动（VIV），涡激振动是深水立管设计的一个主要控制因素。对海洋立管涡激振动的工程背景、研究现状进行了介绍，对所做的研究工作进行了总结，并提出了研究中的不足之处及进一步研究的建议。     

深海立管参激振动研究综述

由于浮式平台升沉运动的影响,导致立管在水平方向上发生参激振动。参激振动可以引起立管平衡位置的不稳定性,此外,参激振动与涡激振动联合作用会改变立管振动响应特性,加剧立管疲劳破坏。为对深海立管参激振动进行深入研究,通过总结国内外立管参激振动研究的主要成果,介绍了立管参激振动的主要特点和动力学模型,归纳了深海立管参激振动研究的主要方向,并就研究中较为薄弱的一些环节,提出了一些建议。     

The development of studying flexible pipe bend reinforced by Kevlar fibers

The flexible pipe bend can not only reduce the structural vibration and fluid noise in pipeline, but also realize the flexible connection of a horizontal line and a vertical line and compensate the displacement of three dimensions produced by the shock or vibration of pipeline in the special situations. Up to now, little attention has been paid to study the flexible pipe bend applied in the pipeline of medium or high pressure, because no appropriate framework materials can be used to reinforce it which must endure the burst pressure higher than 10 MPa. The investigation shows that it is possible to produce the flexible pipe bend of medium or high pressure if such fibers with high performance as Kevlar fibers are used to be its reinforced materials. However, its structural designing theory, manufacturing technology and measuring techniques aren‘t yet perfect and systematic, which leads to the instability of the performance of products. Furthermore, few references about its research can be seen. Therefore, it is necessary to systematically and thoroughly develop the structural designing theory, manufacture technology and measuring techniques of flexible pipe bend.     

振动沉管碎石桩施工技术及应用

结合振动沉管碎石桩在某高速公路软土地基处理中的应用,从机械设备、施工工艺、应用效果等方面介绍了振动沉管碎石桩施工技术,并探讨了该技术的优点、存在问题,同时对其推广提出了一些建议。     

减振器绕流流场的CFD分析

深水钻采作业过程中使用的各种立管，在海流作用下容易发生涡激振动，引起结构破坏。减振器作为抑制涡激的装置，在现场取得了较好的效果。针对不同尾角结构的减振器，通过流体动力学（CFD）方法，求解NS方程，得到减振器绕流流场的分布，以及横向力、曳力系数的变化规律，通过分析减振器涡激抑制的机理，提出尾角结构的最佳尺寸；针对各种不同方向的来流，计算了减振器的横向力、曳力系数，得到了来流方向对立管涡激振动的影响。结果表明，来流方向与减振器尾角对称轴线方向保持一定的角度时，减振器的效果更佳。     

螺旋列板对立管涡激振动的影响

为更好地理解螺旋列板对涡激振动(VIV)的影响,采用大涡模拟(LES)的方法,对长径比为10的立管和不同螺距、螺高的螺旋列板进行模拟分析。结果表明:附加螺旋列板加大了顺流向的阻力,并且在螺高一定时,阻力随着螺距的加大而增大;与螺距相比,螺旋列板的高度对立管VIV的影响更大,且随高度增大,抑制效果越好。     

狗骨头扰流装置对海洋立管涡激振动抑制的数值模拟研究

按照流体力学基本理论,将抑制风振的狗骨头型装置引进到抑制海洋立管的涡激振动上,并采用ANSYSCFX三维流固耦合方法对该装置的抑制效果进行检验。数值模拟检验结果表明：该抑振装置不仅有效降低了横向涡激振动响应,而且也抑制了纵向激励。     

顶张力对深水刚性立管涡激振动及疲劳损伤的影响

分析讨论顶张力对深水刚性立管在剪切流中的涡激振动响应和疲劳损伤的影响。从理论上分析张力对刚性立管固有特性的影响,并利用OrcaFlex软件建立数值模型,模拟不同顶张力系数下立管于剪切流中的涡激振动响应,同时采用S-N曲线法计算立管疲劳损伤。结果表明,顶张力对立管的影响直接体现在刚度上,立管刚度随着张力的增大而增大,因此顶张力对降低立管疲劳损伤有一定积极作用。但是随着顶张力的增大,其对降低疲劳损伤的贡献越来越小,而对立管强度储备的危害却逐渐增大。     

复杂预应力对立管参激振动特性的影响分析

针对立管结构中存在着复杂预应力分布的现象,提出了立管在只考虑顶端平台升沉激励引起的纯参激振动问题。基于结构预应力理论,建立了含复杂预应力的立管结构运动控制微分方程,提出了一种可适用于含复杂预应力分布的立管参激振动特性分析方法。以此为基础,应用数值计算对比了复杂预应力对立管结构的自然频率、振型等振动特性的影响。计算结果表明,复杂预应力的存在对立管结构的动力特性有着重要的影响。     

剪切流下海洋立管涡激振动的三维数值模拟

对1根长为9.68 m的三维海洋立管涡激振动现象进行流固耦合模拟,立管的长径比为482,来流为剪切流。通过在立管长度方向上施加一固定的顶部预紧力,来更好地控制立管变形。三维粘性、不可压缩流体场采用非稳态的N-S方程和k-ω湍流模型进行三维CFD数值模拟,固体场采用基于三维实体单元的有限元方法进行模拟,通过一种新的方法 System Coupling实现流-固耦合交界面的数据交换。模拟结果与均匀流模拟结果相似,反映了多模态的振动特性,说明这种方法有一定的可行性。立管脱落呈现多种涡结构模式,稳定后呈"2S"。立管出现大的非对称弯曲变形现象,介于1阶模态和2阶模态之间转换,最终锁定在2阶模态。