张紧器的结构参数对顶张式立管动力响应的影响研究

本文针对带液压气动式张紧器的顶张式立管,综合考虑浮式平台-张紧器-立管之间的运动关系、液压气柱的张力-冲程非线性关系、立管的真实截面布置以及采油树的作用,建立更加符合工程实际的三维有限元分析模型,并通过与实验结果对比验证了该模型的正确性。基于该有限元模型,研究了张紧器的结构参数对顶张式立管动力响应的影响。结果表明:活塞和活塞杆的直径以及高压气体的初始压强对立管的动力响应影响最大;低压气体的初始压强以及液压气柱和立管之间的夹角对立管的动力响应也有重要影响;在相同的环境条件下,高压气体和低压气体的初始体积对立管的动力响应的影响较小。     

顶张式立管液压气动式张紧器的模拟方法

综合考虑液压气柱的张力-冲程非线性关系、液压气柱与立管之间的夹角以及平台-张紧器-立管之间的耦合关系,研究顶张式立管液压气动式张紧器的不同模拟分析方法。选取3种典型工况,对不同张紧器模拟方法下立管的动态响应进行仿真计算,分析比较不同模拟方法的科学性和适用性。结果表明:在顶张式立管分析过程中,张紧器的合理模拟至关重要,是否考虑液压气柱和立管之间的夹角对立管响应的影响不大;恒定集中力模型不能反映立管张力的变化规律,而且立管响应也存在较大差别,故不宜采用;线性模型可用于平台运动幅值较小的情况;非线性模型最能反映张紧器的刚度特性,且在极端载荷环境下尤为适用。     

张紧索位置参考系统时域仿真研究

文章采用集中质量法建立张紧索位置参考系统的缆索模型,在时域上对张紧索张力及其姿态进行求解。根据船舶六自由度运动方程计算船舶的时历运动,并建立了船舶-张紧索耦合计算模型。根据模型求解的结果,对不同工况下的张紧索位置参考系统的定位精度进行了分析,总结了影响张紧索位置参考系统定位精度的主要因素。     

海底管道J形铺设张紧器的张紧力计算分析

对海底管道建立微段和整体的力学模型,通过MATLAB编程求解顶部张紧器应提供给管道的张紧力。对比编程计算和Abaquas数值模拟结果,验证编程求解代替软件模拟计算的可行性和便捷性。探讨海域水深、管道入水角度、管重对张紧力的影响,结果表明,增加铺设水深和单位长度管重,所需张紧力增加;而增加铺设角度,所需张紧力相应减小。     

铺管张紧器张力检测偏差及机械成因

铺管张紧器是海洋铺管系统中至关重要的设备之一,其对管线张力检测的精确性、重复性是控制管线张力和安全铺管的前提。在实际工程项目中,由于机械设计与经验的原因,张紧器检测到的管线张力值对比真实的管线张力存在较大偏差,必须予以纠正。依托真实的铺管系统项目,对S-Lay铺管张紧器在工厂测试试验中出现的张力检测偏差问题进行机械成因分析,找出可能导致张力检测偏差的若干机械构造原因,并有针对性地予以优化和整改,进行张力检测试验验证,得到对张力检测偏差产生不良影响的一些机械设计因素,为铺管张紧器的研发与设计提供经验与思路。     

铺管船定位作业时的建模与分析

建立了J型半潜式铺管起重船非线性船舶运动数学模型和环境模型。采用自然悬链线法得到管道对船舶的近似动态水平作用力模型,给出了随着船体运动管道受到的作用力和管道形状的变化。针对铺管作业时张紧器和管道间的恒张力问题设计了控制器,控制器限制了船舶的运动和管道作用力的变化率,从而使管道和张紧器之间不会出现滑动,保证了铺管作业的安全性。     

基于Matlab的缠绕机张紧系统控制分析

基于Matlab对张紧系统进行仿真分析,构建仿真模型,研究缠绕速度在不同规律变化情况下的张力变化,得到不同速度变化规律对张力控制精度的影响关系,明确控制原理的可行性,为张紧系统后续优化提供技术支撑。     

内能式转管舰炮活塞杆断裂原因计算分析

以试验中某内能式转管舰炮活塞杆断裂出发,通过分析内能式转管舰炮的结构原理,建立该活塞杆断裂原因分析的故障树。首先排除了自动机卡滞、供弹系统卡滞及零件生产加工不合格等因素,只剩疲劳寿命不足及异物卡滞两因素待确定。通过理论计算得到活塞杆在工况下的脉冲载荷,通过计算编辑得到活塞杆材料疲劳寿命S-N曲线,并建立了活塞杆在载荷工况下的强度分析,最后基于Design Life疲劳寿命软件分析平台,预测了活塞在工况下的循环寿命为14 880次,高于设计循环寿命的1.5倍多,结合断裂活塞理化分析结果排除了设计寿命不足因素。最终确定主要原因为异物卡滞。此活塞杆断裂原因分析过程中采用的分析思路、仿真手段、实验方法对工程同类问题分析具有一定的参考价值。     

安装载荷下脐带缆的抗压抵抗力参数研究

脐带缆作为水下生产系统进行油气资源开发的关键结构之一,在安装过程中的脐带缆受到动态的拉伸载荷和张紧器挤压载荷,保障脐带缆的安装下放过程的结构安全有着重要的工程应用意义。本文应用ABAQUS建立脐带缆有限元模型,充分考虑脐带缆内部各构件之间的相互作用,研究不同张紧器角度与不同摩擦系数下脐带缆的抗压抵抗力性能。结果表明,张紧器与脐带缆之间的摩擦力随着摩擦系数、和张紧器夹角增加而增加,基于此提出可通过优化张紧器夹角及张紧器与脐带缆间的摩擦系数来降低深水对于脐带缆安装的限制。     

配缸间隙对活塞组动力学和摩擦学特性的影响

为降低活塞-缸套摩擦损失和柴油机整机振动，以TBD620V16型柴油机为研究对象，考虑液动润滑及粗糙接触等因素，建立活塞组动力学模型及整机动力学模型，计算不同配缸间隙的摩擦损耗及整机振动响应。基于模型的活塞组动力学计算结果表明，活塞-缸套连接副的摩擦损失随配缸间隙的增加，先减小后略有增大，活塞敲击能量随配缸间隙的增加持续增大。基于模型的整机振动响应计算结果表明，整机振动幅值随配缸间隙的增加而持续增大，且活塞敲击对振动的中高频部分影响较大。综合考虑配缸间隙对柴油机摩擦及整机振动的影响发现，应在保证良好润滑的前提下选取最小的配缸间隙，以减小整机的振动响应。     

低速机排气阀系统运动特性参数敏感性分析

利用AMESim仿真软件建立低速机排气阀系统的数值仿真模型,并验证其准确性。为分析系统的动态响应特性,定义排气阀动态响应特性评价指标,探究结构参数变化对排气阀系统动态响应特性的影响规律。在此基础上,对各结构参数开展量化分析,定量说明各结构参数对排气阀动态响应特性的贡献程度。研究结果表明：大活塞直径和高压油管直径是对排气阀开启响应时间影响最显著的因素,其量化率分别为76.62%和19.13%,而其他因素对排气阀开启响应时间的影响较小;在关闭响应时间方面,大活塞直径、阻尼油槽间隙和高压油管直径是对排气阀关闭响应影响最大的因素,其量化率分别为51.86%、26.56%和18.50%;在关闭末期缓冲速度方面,大活塞直径和阻尼油槽间隙对排气阀关闭末期缓冲速度的影响最大,其次为高压油管直径,三者的量化率分别为52.48%、39.36%和6.79%,而其他因素几乎不会引起关闭末期缓冲速度发生显著变化。     

铺管船用张紧器链轨张力计算方法以及张紧端受力的研究

简要介绍了S-Lay型铺管船用张紧器的基本功能和构造,张紧器链轨张紧和张紧端轴的工况和设计考虑,给出链轨张紧时内张力的计算方法,讨论了设计张紧器时链轨张紧方面需要注意的问题,对于从事设计张紧器的人员来说具有一定借鉴参考意义.     

RT-Flex型船用低速机燃油喷射控制系统性能仿真研究

以RT-Flex型船用低速柴油机高压共轨燃油喷射系统为研究对象。利用AMESim软件建立其高压共轨燃油喷射系统的仿真模型,在验证仿真模型精度后,利用开发的仿真模型研究关键参数对高压共轨燃油喷射系统性能的影响。研究结果表明,油量活塞直径和针阀升程的增加会增大喷油压力和喷油率;高压油管直径的增加在增大喷油压力和喷油率的同时也显著地增加了喷油持续期;增大喷孔直径会使喷油率明显增大,而喷油压力略有降低。     

大口径无配重海底管道S型铺设分析

考虑大口径管道的自身特性与铺设风险,采用数值模型计算与现场实验分析管道在张紧器夹持处承受较大径向压力,分析管道在悬空段承受较大弯曲应力及不同辅助措施对弯曲应力的影响,认为可通过严格控制管道的屈曲风险实现大口径无配重海底管道的S型方式铺设。     

钻井船隔水管张紧器性能分析

研究隔水管张紧器的工作原理和特点,对两种隔水管张紧器进行性能分析和优缺点比较,分析张紧器的发展趋势,为将来钻井船正确选取隔水管张紧器产品,了解其设计状况和发展趋势提供重要参考。     

柴油机燃油喷射过程的数值计算方法

本文针对柴油机最常用的柱塞式喷油设备,讨论了喷油过程的数学模型和数值计算方法。讨论中考虑了高、低压油管内的压力波动和粘性阻力,以及高压油通道截面变化等因素的影响,同时,对系统中出现的“空腔”现象也作了适当的处理。计算实例表明:计算结果接近试验值。计算方法可供有关设计研究人员参考。     

电动锚绞机自张紧系统

本文依据实际项目设计经验及实践应用总结,论述了电动锚绞机的自张紧控制系统,包括自张紧系统应用工况。张力检测设备工作原理及在电动锚绞机上的安装方式,张力信号采集与变换,PLC转换计算与自动张紧逻辑控制等内容。     

耙头波浪补偿系统的液压工作压力确定及波动变化分析

根据耙吸挖泥船波浪补偿系统的工作原理,提出确定系统液压压力的工程实用计算方法,在准静态假设的基础上,研究活塞杆伸出或缩进时系统压力的波动情况。对系统配置蓄能器体积参数进行敏感性分析,研究表明蓄能器体积宜为液压缸活塞行程体积的10倍。提出的计算方法与研究结论可用于指导疏浚工程中合理设定耙头波浪补偿系统液压工作压力,也可为被动波浪补偿装置的研究提供参考。     

基于管道极限承载能力分析的深水S型铺管托管架基本设计研究

S型铺管托管架是铺管系统中的重要装备,起到支撑管道和引导管道入水的作用。其基本设计流程是一个复杂的循环过程,涉及铺管船推进力、张紧器张力、待铺设管道的尺寸和铺设水深等诸多参数的平衡和优选。本文基于下弯段管道在弯曲、拉伸和外压综合荷载作用下的极限承载能力分析,求解了铺管船推进力和张紧器拉力,并以此为边界条件推导了托管架长度的参数公式。以2500米水深铺设12英寸管道为例计算了所需的托管架曲率半径和设计长度,该计算方法可为S型铺管船托管架的基本设计提供参考。     

水下缆绳松弛-张紧过程的冲击张力实验研究

系泊缆绳作为海洋结构物的定位系统,业已得到广泛的应用.当系泊的浮体发生大幅运动时,缆绳会发生松弛一张紧的变化,引起缆索结构的破坏.针对系泊缆索在松弛-张紧条件下的冲击张力问题,采用实验方法进行了研究,观察缆绳的松弛-张紧运动,测试得到缆绳在松弛-张紧过程的张力曲线,给出频谱曲线.研究结果表明,当缆绳发生松弛-张紧变化时,缆绳中存在冲击张力,并且比通常情况下的张力大很多.试验结果可为理论分析和实际的工程设计提供参考依据.