基于光纤光栅的扭矩传感器

为了实现恶劣条件下对扭矩的精确稳定测量,设计并实现了一种新型的基于光纤光栅的扭矩传感器。为克服扭矩测量系统易受外界影响的缺点,设计了光纤光栅全桥光路,实现了温度和弯矩的自动补偿。通过扭矩标准装置加载试验和水下环境加载试验分别测试了其测量精确度以及水下工作性能。结果表明,该光纤光栅扭矩传感器的最大非线性误差、重复性以及水下工作稳定性均达到0.1%以内,说明该传感器不但具有良好的测量精度,而且能够在船用环境等恶劣扭矩测量条件下较好地工作。研究结果为船用环境中扭矩测量的研究与应用提供了重要参考。     

薄膜扭矩传感器栅丝结构尺寸对性能的影响

对一种薄膜扭矩传感器的栅丝进行建模,从栅丝的宽度、长宽比和间距3方面对栅丝的几何尺寸进行了性能影响仿真分析。栅丝宽度、长宽比和间距影响到栅丝对基体应变的传递性能,通过建立等应变梁模型,选择合理的宽度、长宽比和间距参数,使得应变传递误差小于1%。据此分析数据设计制作了薄膜扭矩传感器,并测试了该薄膜扭矩传感器的环境适应性等性能。     

扭矩传感器SAW在船舶推进主轴扭矩检测的应用

推进主轴的扭矩检测是船舶制造与开发过程中必不可少的环节,通过检测主轴的扭矩,开发人员可以获得船舶推进系统各零部件的受力和形变情况,有助于提高船舶的制造质量。扭矩传感器是专门用于检测轴类零件扭矩的设备,本文首先介绍了集中扭矩传感器的工作原理,然后结合球栅法扭矩传感器开发了一种船舶推进主轴扭矩的测量系统,最后对该测量系统的硬件设计和接口电路等进行了详细介绍。     

基于感应供电和2.4 GHz无线传输的船舶轴功率测量系统设计

为解决船舶轴功率测量中非接触供电、高精度扭矩采集和无线数据传输的实时性、可靠性问题,设计一套测量系统。该系统为实现非接触供电设计了一套无线感应供电装置,为实现高精度扭矩测量采用了24位高精度和低噪声AD转换芯片CS5532,为保证数据传输的实时性和可靠性采用了2.4 GHz无线数据传输技术。此外,通过扭矩校准试验来验证该系统的测量精度,试验表明该系统达到设计要求,满足船舶轴功率测量需求。     

新型科考船发电系统控制策略研究

为解决船舶轴功率测量中非接触供电、高精度扭矩采集和无线数据传输的实时性、可靠性问题,设计一套测量系统。该系统为实现非接触供电设计了一套无线感应供电装置,为实现高精度扭矩测量采用了24位高精度和低噪声AD转换芯片CS5532,为保证数据传输的实时性和可靠性采用了2.4 GHz无线数据传输技术。此外,通过扭矩校准试验来验证该系统的测量精度,试验表明该系统达到设计要求,满足船舶轴功率测量需求。     

基于PVDF压电薄膜的入水冲击压力测试技术

本文针对入水冲击压力测试问题展开研究,自行设计了基于PVDF压电薄膜的传感器和用于标定该传感器的立式Hopkinson压杆标定系统,对PVDF压电薄膜传感器进行标定。在此基础上进行入水冲击压力测试试验,测得了不同入水速度下的入水冲击压力,并结合数值计算的结果对试验数据进行了对比验证,基本验证了基于PVDF压电薄膜的入水冲击压力测试技术的可行性。本文研究成果可以为射弹入水冲击压力的预报及测试提供一种技术手段,为结构设计提供一定基础。     

船舶内部齿轮机构转速控制方法分析

为了降低船舶轮机构转速控制时的负载扭矩,设计提出了一种船舶内部齿轮新型转速控制方法。根据齿轮传动过程的动态激励和齿轮扭矩,对船舶齿轮机构进行应力分析,获取齿轮接触面应力参数,重组齿轮传动态势,对齿轮下箱体之间添加顺序接触,根据啮齿频率,提取啮齿传动仿真曲线,根据齿轮瞬态动力学分析结果,对齿轮机构进行瞬态动力学分析并提取拟态曲线,将其与上述提取的传动仿真曲线进行拟合比对,获取当前齿轮转速的瞬态曲线,实现船舶内部齿轮机构转速的瞬态控制。实验数据表明,应用该控制方法进行船舶内部齿轮机构转速控制时,正常运行环境下其负载扭矩降低了35%,极端环境下降低了30%,可以证明该方法具有真实有效性。     

景洪水力式升船机下游对接过程实船试验

在下游对接过程中,对接水位差和船舶进出厢引起水面波动是影响船舶停泊条件及升船机安全运行的主要因素。为了研究该因素对景洪升船机的影响,进行了重载和空载船舶在不同速度进出船厢、不同对接水位差启闭卧倒门的实船试验,得到相应工况下船厢水面波动、同步轴扭矩、船舶系缆力等变化特性,建立同步轴扭矩与影响因素间的相互关系,提出满足景洪水力式升船机安全运行的船舶进出厢航速与升船机对接水位差的安全控制指标。     

船舶舱室内热舒适性参数的选取

为保证船舶舱室乘员的身体健康,提高其工作效率,需建立船舶舱室乘员热舒适性的温湿度环境条件。在相关热舒适性标准分析研究的基础上,通过对实船热环境测试以及对船员热感觉的问卷调查,分析总结了不同活动状态下船员的热感觉投票值与微小环境温湿度的变化规律,给出了船舶舱室内各工作部位能满足船舶舱室乘员热舒适的温湿度参数控制范围,为船舶舱室的空调系统设计提供了依据。     

船模自航试验数值模拟研究

基于SHIPFLOW软件,对螺旋桨敞水试验、船舶阻力试验和自航试验进行数值模拟,并依据试验结果验证。发现数值模拟能够较好地预报螺旋桨的推力系数、扭矩系数、船模的阻力系数和自航因子及推进效率,为船舶的线型设计和螺旋桨设计提供有效的数值参考。     

重庆朝天门长江大桥高强度螺栓群栓试验研究

针对重庆朝天门长江大桥拼装式节点板层多、板束厚度大、外形尺寸变化大及单个节点高强度螺栓数量多等特点,结合重庆地区气侯条件、该桥设计采用的抗滑移摩擦面技术参数和目前国内高强度螺栓连接副的性能,选取具有代表性的不同板厚组成的板束,通过压力传感器及静态应变系统进行了群栓模拟试验。通过群栓试验,了解了高强度螺栓预拉力随时间变化的损失情况,螺栓施拧先后顺序对栓群预拉力的影响,用终拧扭矩值的50%作为厚板的初拧扭矩时板束密贴情况,确定了高强度螺栓终拧扭矩检查时机,验证了该工程高强度螺栓施拧工艺的可操作性。该试验研究为今后类似工程的施工提供了宝贵的数据和经验。     

温湿度对塑料排水板试验结果影响的统计分析

为了分析温度和相对湿度对塑料排水板试验的影响,采用数理统计方法,对状态调节和试验时环境温湿度对试验结果的影响进行了试验研究.在一般室内温湿度范围内改变温湿度,并保证状态调节和试验时温湿度一致,对塑料排水板进行试验,获得不同温湿度条件下的试验数据,通过统计分析得到了数据的离散性特性和数值大小随温湿度变化特征.研究结果表明...     

温度对扭矩传感器弹性体17-4PH特性的试验

弹性体是扭矩传感器的核心部件，其性能直接影响扭矩传感器的准确性。文章分析了扭矩传感器数学模型，构建了温度作用下材料弹性模量理论模型，并针对弹性体材料17-4PH进行温度性能试验和变温环境下的扭矩校准试验。试验结果表明，弹性体材料17-4PH的弹性体与温度的变化成非线性关系，温度越高弹性模量下降的速度越快，构建的考虑温度影响的弹性模量模型的变化规律与传感器输出值变化一致，这为扭矩传感器的精密设计提供了可靠的依据。     

氢气传感器增强型监测规划方案报告

一种全光纤氢气传感器系统的原理样机已经研制出来了。经验证它能够探测出空气或氮气中含量在0．5％～4．0％范围内的氢气浓度，灵敏度为0．1％。设计并组装了一套直流平面磁控管溅射系统，用于金属薄膜的沉积，该沉积过程是这项研制活动中使用的钯和钯银合金传感器制造中的必备阶段。研究出了一种新方法，可以将一种可使氢气透过而氧气及其他反应气体不能透过的有机涂层涂覆于金属薄膜上。通过对这些传感器的试验得到了积极的结果，但还需要进行长期的研究以确认其在实际环境条件应用中的防护性能。同时还建成了一种新型的层状钇／钯结构传感器并进行了研究测试。经观察，利用光谱响应与强磁性和波长之间的相互关系可以研制出一种更加耐用的传感器。然而，当传感器暴露在氢气中时，为了使其迅速恢复测试性能需要有氧气存在，因而使得传感器的应用变得更加复杂。     

基于舵机能力验证要求的舵系优化设计

在IACS统一解释文件UI SC246 Rev.1提出根据非满载试航船舶操舵试验结果对满载航行状态船舶舵机能力进行验证的换算方法之后,相当一部分采用半悬挂舵的船舶出现了无法按该方法通过舵机能力验证的状况。为解决上述问题,本文基于常规船型半悬挂舵的3种典型布置方案,通过设计相同的舵面积和不同的几何外形,得到3个计算模型,利用计算流体力学(CFD)方法对各方案的全浸没和部分浸没状态分别进行计算分析。计算结果表明,舵叶平衡比对舵杆水动力扭矩存在直接影响,适当大的舵叶平衡比设计可以显著降低舵叶全浸没状态和部分浸没状态的舵杆水动力扭矩。基于此结论,对某型未能通过换算验证的船舶舵系进行优化设计,适当增大了舵叶平衡比。后续船试航结果表明,舵机能力验证满足UI SC246 Rev.1的要求,确认了CFD计算结论的正确性,为以降低舵杆水动力扭矩为目标的舵系优化设计提供了理论和实践依据。     

新型负阶跃动态扭矩校准装置

针对扭矩传感器静态校准无法完全满足实际需要的难题,设计一种新型100 N·m负阶跃动态扭矩校准装置,并阐述该装置的工作原理和关键技术。校准装置由扭矩产生装置、连接系统、制动系统、信号处理控制系统和空气轴承系统组成,利用火工拔销器产生负阶跃动态扭矩,较大程度上降低负阶跃动态扭矩的下降时间,并采用空气轴承的支承方式提高动态扭矩的传递精度。通过对试验数据进行分析和处理,结果表明该装置负阶跃扭矩产生时间低于0.1 ms。不确定度分析结果显示,该装置的扩展不确定度U为4.22%,扩展因子k为2。     

新造船海试时舵机转舵扭矩的推算

《国际海上人命安全公约》(SOLAS)规定,船舶应在最大吃水条件下验证舵机能力。但由于海试时船厂受装载条件限制,无法满足要求。SOLAS对采用转舵扭矩推算的方法所得结果也是接受的。文中以6.1万t散货船为例,阐明了液压型舵机扭矩的计算方法,对理论扭矩与试航后实际扭矩进行了推算。     

一种船用推扭传感器设计及研究

设计一种船用推力扭矩测量传感器,分析其推扭特性,并制作传感器实物进行标定完成验证。分析传感器设计原理,重点阐述如何避免推扭干扰问题,在Workbench中用数值仿真方法计算推力-应变、扭矩-应变曲线,判断其线性度。同时加载推力和扭矩,分别与单独加载力或扭矩对比,分析其推力扭矩干扰特性。制造传感器,粘贴应变片,以实物标定方式验证传感器设计可行性。     

某型船用轴功率测试系统设计与实现

在对舰船轴系扭矩、转速测量原理分析的基础上,针对某型船特点,利用光电转速传感器和扭矩遥测仪实现了对该型船轴功率的准确测量;结合实船航行测量,进一步验证了该系统的准确性和可靠性。     

临淮岗复线船闸上游引航道船舶过闸仿真模拟试验

针对折线型引航道的新型布置方式可能存在船舶进出闸受限的问题，进行了上游引航道船舶过闸操纵仿真模拟试验。采用全任务大型船舶操纵模拟器，构建ECDIS及视景系统、建立船舶运动数学模型、模拟通航环境、建立拟建工程仿真试验模型、分析船舶操纵理论并计算。分析仿真模拟试验数据，从而验证过闸船舶的安全性和操作便利性，并对运营期船舶适航条件提出建议。试验结果表明：1）临淮岗复线船闸上游折线型引航道布置是合理的。2）将左侧警示分隔墩分布长度适当调整后可满足2 000吨级船舶过闸通航要求。3）运营期应关注气象条件，确保船舶安全通过。