楔形稳定平台的等效机械臂模型

为使运动载体上的观测仪器相对于大地保持静止，需要使用稳定平台对运动载体的扰动进行补偿。楔形稳定平台利用多个堆叠楔块之间的相对转动，改变顶部平面的倾角以抵消船摇扰动。它具有成本低、精度高、负载转矩小以及重量轻、能耗低等优点。然而楔形稳定平台独特的结构使得其分析较为困难。因此本文提出一种将三维空间内楔块的转动近似等效成二维空间内机械臂运动的简化变换，并以此分析比较了双层、改进型双层、多层等楔形稳定平台的结构，得出改进型双层结构是最佳实践方案。最后利用旋转矩阵进行坐标系变换，计算得到改进型双层结构楔形稳定平台的控制函数。     

自安装井口平台桩靴结构强度分析

针对自安装井口平台需要在目标油田进行长期作业不撤离的特点,提出一种适用于自安装井口平台的无浮力式桩靴,桩靴设有新型的自适应式封堵楔块结构,通过封堵楔块运动解决平台站立状态时的桩腿浮力对平台的不利影响,使用有限元法对桩靴结构本体、封堵楔块在平台插桩和站立作业状态时的受力情况进行数值模拟分析,结果表明,新型自安装井口平台桩靴安全。     

波流耦合力对海洋平台桩腿楔块的影响

由于受到各种海洋环境的考验,对于海洋平台结构楔块强度有严格的要求。目前海洋平台楔块面临损耗过快、寿命低下的缺陷,需要频繁更换。为了保证海洋平台的更加合理安全运作,对于目前自升式海洋平台的平台桩腿楔块需进行改进。考虑到波流耦合力对于海洋平台桩腿以及楔块的影响,通过研究自升式海洋平台受到的各种外载荷,从而能够为海洋平台楔块性能得以改善奠定基础。本文通过有限元法建立海洋平台楔块处桩腿及相连平台的模型,施加波浪力、风力等外部载荷,模拟在波流耦合力的作用下,桩腿以及楔块的受力情形,通过计算得到楔块处桩腿的局部应力分布,分析波流耦合力对于桩腿楔块局部强度的影响。通过对楔块结构受力、破坏形式的研究,为后续楔块结构性能的改进打下坚实的基础。     

水下近场爆炸双层防护结构抗爆能力的数值模拟分析

同步考虑水下近场爆炸冲击波载荷与气泡射流载荷的作用,综合分析双层防护结构型式及尺度对其抗爆能力的影响,可为双层防护结构的抗爆设计提供直接技术支持。采用基于欧拉法的气泡动力学程序模拟气泡的近壁脉动过程,基于能量等效原则,将射流水柱对结构的冲击简化为等效的射流载荷,通过编制MSC.Dytran软件子程序,在冲击波数值模拟阶段后自动添加等效射流载荷,实现更接近实际情况的双层防护结构遭受水下近场爆炸过程的数值模拟。以内壳单位板厚变形能表征双层防护结构的抗爆能力强弱,通过改变结构型式与尺寸参数,对不同支撑结构板厚、内壳板厚和内外壳间距下结构的抗爆能力进行批量计算,以结构总重和抗爆能力为双重目标,借鉴多目标优化思想,得到双层结构抗爆能力的最优解集。计算结果表明:当内外壳厚度及其间距一定时,存在最佳支撑结构板厚;在同等结构重量情况下,Y型双层结构能提供更强的抗爆能力。     

单/双层水下结构振动声辐射研究

为研究单壳体和双壳体两种典型潜艇结构的振动声辐射特性,本文建立单/双层桨-轴-壳体简化模型,利用三维水弹性力学理论和三维水弹性声学分析软件,分别计算螺旋桨激励、外部流体激励以及机械激励3种激励源下水下结构的辐射声功率声源级曲线。结果表明:螺旋桨激励下,单层水下结构声辐射略低于双层结构;外部流体和内部机械设备激励下,单层水下结构声辐射明显高于双层结构。     

海洋平台双层一体化建造可行性分析

文章通过分析现有海洋平台的建造方法,并结合海洋平台的结构特点,提出了海洋平台双层一体化建造的方法。利用SACS软件,模拟了海洋平台双层片预制完成后总装时的结构强度。模拟结果显示,海洋平台双层片一体化建造时的结构强度及变形满足规范要求。该建造方法可行,并在某海洋平台建造时成功地进行了应用。     

机械结构动态特性中的双层Kriging模型分析

当前,对多机械结构系统中连接部件的动态影响已有深入研究,但对于机械结构的性能优化研究较少。本文主要根据机械结构中各零件间的相互作用力建立动态模型,并选取间隙转动铰链机械结构作为案例,通过对其建立双层Kriging模型分析其动态特性。首先依据间隙转动铰链的机械结构,分析其物理及机械特性,确定影响其动态特性的主要参数,并给出决定动态特性的主要指标。最后用双层Kriging对复杂多体系统中的间隙转动铰链结构建立预测模型,并给出最优动态特性时设计参数的取值。     

一种复合式6-SPS舰载抗冲稳定平台的机械结构设计及性能分析

在高频率、大幅度摇荡运动环境中,既能实现抗冲,又具有稳定效果的平台尤为重要,文中针对单一式并联稳定平台存在的缺陷,设计了一种新型的复合式舰载抗冲稳定平台,基于抗冲稳定平台主要构件的设计,运用Adams虚拟样机进行抗冲和稳定分析,研究结果证明:该抗冲稳定平台抗冲效果较好,在未采用任何控制算法时,上平台绕此个坐标轴的转动幅度均在10°之内,抗冲、稳定效果明显.     

新型水下RTP管楔块夹紧式接头设计与分析研究

针对适用于水下的6英寸非金属粘结性RTP管,设计了新型的楔块夹紧式接头。使用SolidWorks软件进行了结构设计,并基于有限元理论建立了有限元分析模型,采用ABAQUS有限元分析软件对楔块夹紧式接头系统在极限工作内压和轴向拉伸条件下进行静态分析。得到了该新型楔块夹紧式接头系统在极限工作内压条件下的Von Mises应力、接触应力和剪切应力,并按照DNV设计规范对接头所受应力进行校核,验证了新型楔块夹紧式接头系统的设计可行性与结构可靠性,同时探究了该楔块夹紧式接头在设计制造以及安装时遇到的一些问题,给出了相关的设计、加工、安装和使用方面的建议,为国内水下油气管线的发展和使用提供帮助。     

弹性楔形体各状态参数对入水运动性能的影响

为了分析砰击问题的各种状态参数对船舶入水运动性能的影响,文章采用一种新的 CFD （Computational Fluid Dynamic）方法动态数值模拟了二维弹性楔形结构的自由入水过程。此方法利用液面捕捉法和直角切割网格系统解决入水过程中瞬时移动的自由液面和动边界问题,结合弹性板条梁结构的有限元理论将算法扩展应用于弹性结构的入水特性分析。其中,根据流场的直角切割网格和弹性结构的板条梁单元的特点,提出适合该文算法的流固耦合策略和边界数据传递方法。通过与实验数据进行比较,证明了文中算法求解弹性楔形体入水问题的正确性和合理性。最后,建立不同状态参数（结构材料属性、板厚和质量、底面斜升角和入水高度等）的弹性楔形结构自由入水模型,研究了各参数对自由入水的弹性楔形结构的整体运动性能和局部变形响应的影响。