全垫升气垫船登滩运动特性分析

全垫升气垫船在登滩爬坡过程中运动特性变化较大,需进行深入研究为驾驶员的操作提供理论支撑。文中通过全新的测试方法,获得某型气垫船实船的登滩过程中航速、轨迹、姿态、压力、加速度等运动参数,并进行分析、研究。结果表明气垫船在登滩爬坡过程中纵倾角和压心位置会产生较大波动。通过该测试方法,首次实时同步获得全垫升气垫船登滩过程的运动参数和运动规律,对于完善气垫船的登滩理论体系和改进驾驶员操作方法都具有现实意义。     

利用MSC. Marc分析气囊结构参数对空气弹簧垂向特性的影响

利用非线性有限元软件Marc的加强筋模型和空腔结构模型,研究了带有增强帘线层的空气弹簧橡胶气囊的垂向刚度特性,通过对空气弹簧气囊的加载过程的模拟分析,得出气囊各结构参数对其垂向拉伸压缩特性的相关影响,为空气弹簧联轴器的设计研究提供了有效可行的手段.     

空气弹簧联轴器参数对刚度特性影响仿真分析

通过非线性有限元分析软件MSC.MARC建立空气弹簧有限元模型,分别利用REBAR单元和Herrmann单元模拟帘线以及气胎胶囊,通过空腔结构模拟气囊充气过程中内部压力的变化.比较分析了影响空气弹簧径向刚度及轴向刚度的多种因素,包括结构型式(如气囊对数、气囊容积、气囊高度、气囊有效直径)、气囊帘线材质、帘线层数、帘线的角度、橡胶的材料特性以及气囊初始充气压力等,从而对空气弹簧联轴器参数进行了优化.     

空气弹簧联轴器刚度特性仿真

通过非线性有限元分析软件建立了空气弹簧联轴器模型,分别利用Rebar单元和Herrmann单元模拟帘线以及气胎胶囊,从而实现对刚度特性的计算。本文分析比较了影响空气弹簧径向刚度及轴向刚度的多种因素,包括结构形式(如气囊对数、气囊容积、气囊高度、气囊有效直径)、气囊帘线材质、帘线层数、帘线的角度、橡胶的材料特性以及气囊初始充气压力等。通过有限元仿真设计方法,对几种影响空气弹簧刚度特性的因素进行了优化,从而确定空气弹簧联轴器的参数。本文不但得到了各参数影响联轴器刚度的趋势,而且得到了各参数下联轴器的刚度值。     

囊式空气弹簧静态特性计算方法

囊式空气弹簧是一种承载和刚度均可调的隔振元件,其承载和刚度特性不仅取决于气压,还与其几何形状和壳体材料性质有关。船舶隔振装置的设计和应用需要确定空气弹簧在不同高度和不同气压下的承载能力和刚度大小,但其在任意状态下有效面积和刚度的全部数据无法依靠实验测量获得,针对囊式空气弹簧在不同状态下有效面积的难以试验测试确定的特点,基于弹性薄壳无矩理论,给出一种船用囊式空气弹簧静态特性的计算方法,推导承载力和静刚度的计算公式,并通过算例验证该方法的计算过程,为船用空气弹簧的设计和应用提供理论依据。     

鱼雷斜入水过程非定常运动仿真研究

针对鱼雷反潜时复杂的入水过程,采用FEM/SPH耦合方法,对鱼雷入水过程进行了仿真,研究了鱼雷入水过程中的冲击加速度和入水初始段鱼雷姿态的变化。仿真过程中发现了"忽扑"现象对鱼雷入水后非定常运动的重要影响。通过分析试验数据,完善仿真模型,模拟了"低压力"引起的鱼雷入水后的"忽扑"现象,仿真分析了鱼雷真实的入水非定常运动过程。结果可为鱼雷入水弹道设计和结构承载能力设计提供一定的依据。     

船用气囊隔振系统的非线性动力学特性

气囊隔振系统通常被广泛应用于对舰船或潜艇上的大型旋转机械实施隔振控制。然而,船舶在航行时,隔振系统有时会产生过大的位移,会呈现出一些非线性动力学现象。文中以带间隙的线性弹簧限位器的隔振系统为研究对象,考虑了垂直和偏转两个方向的运动,基于分析力学的相关理论建立了具有旋转偏心质量的气囊隔振系统非线性动力学模型,并且采用数值方法重点分析了该系统的非线性动力学行为以及参数变化对系统动力学特性的影响。结果显示在低转速时,系统呈现出准周期运动特性;随着转速的增大,系统运动中出现混沌、周期3、5、7及准周期运动等一系列的非线性动力学现象。     

基于功率流的空气弹簧最优安装位置与载荷分配计算方法

空气弹簧易于通过改变气压控制其刚度,因此,存在着保持被隔振设备静平衡姿态不变,有多种安装位置和相应的载荷分配方案。文章从功率流传递最小的角度出发,理论上推导出了一种平面空气弹簧隔振系统最优安装位置和载荷分配选取的计算方法,具有较大应用价值。     

气垫船运动特性及其非线性因素研究进展

气垫船在波浪中的运动特性具有强非线性特点,一直是船舶运动特性研究的重点和难点。本文综述了与气垫船运动特性紧密相关的气垫动力学、围裙动力学和气垫兴波动力学研究方法及进展,分别介绍了气垫船运动特性线性与非线性研究方法,重点分析了引起气垫船非线性运动特性的风机特性、围裙几何大变形和材料特性以及气垫压缩性等非线性因素的研究进展,并对气垫船运动特性研究进行了展望。     

入水参数对航行体亚音速入水过程影响的数值研究

基于CFD方法，求解轴对称航行体亚音速入水过程流场的非定常RANS方程，探讨航行体入水速度、入水角和攻角等参数对入水过程流体动力、运动姿态及空泡形态的影响。研究表明：（1）入水速度对入水冲击载荷有显著影响，而且影响入水空泡的长度；（2）入水角主要影响入水冲击阶段的流体动力，对于不同的入水角，在相同的入水距离时，航行体空泡形态除自由面附近外基本保持一致；（3）入水攻角会加剧航行体的姿态变化，严重影响空泡形态；（4）自由面附近的空泡形态受气体流动及压力变化的影响，但入水2倍弹长距离之后的空泡形态受自由面影响较小，可应用理论公式快速计算空泡形态。论文研究成果可为高亚音速入水降载研究提供参考。     

基于功率流的空气弹簧最优安装位置与载荷分配计算方法

空气弹簧易于通过改变气压控制其刚度,因此,存在着保持被隔振设备静平衡姿态不变,有多种安装位置和相应的载荷分配方案.文章从功率流传递最小的角度出发,理论上推导出了一种平面空气弹簧隔振系统最优安装位置和载荷分配选取的计算方法,具有较大应用价值.     

高速射弹小角度入水数值模拟研究

采用基于RANS方程的CFD方法,结合VOF多相流模型和动网格技术,并考虑水的可压缩性,研究带尾翼射弹高速小角度入水时的空泡发展和弹体姿态变化,分析入水角和入水攻角对射弹运动稳定性的影响。研究发现,射弹入水初期空泡呈现不对称性,锥段部分区域沾湿,导致弹体抬头而形成正攻角,加剧了空泡的不对称性,从而引起跳弹和失稳。随着入水角增大,射弹入水稳定性增强。负攻角可以增强射弹入水稳定性,稳定性随负攻角的增大而增强;在正攻角下射弹稳定性随着攻角增大呈现先增强后降低的变化。     

某主机控制系统气动阀件密封不良致启动故障分析

某散货船,MAN B&W5L60MCE主机,集控室操纵和机旁应急操纵,无驾驶台操纵。1故障现象某日机动航行,集控室操纵和机旁应急操纵均出现如下故障:不论起动前曲柄在什么位置,正车和倒车都能成功起动,起动后运转稳定,各参数基本正常。启动空气压力2.6 MPa以上,起动耗气量较大,每次启动动力空气压力降低约0.3～0.5 MPa;而启动空气压力2.5 MPa以下,起动耗气量反而接近正常(每次启动动力空气压力降低约0.1～0.2 MPa)。     

基于接触算法的气囊隔振特性分析及简化

为了对舰用气囊隔振器隔振特性进行评估,使用ABAQUS软件计算了不同安装方式的隔振器系统的前20阶固有频率,并在此基础上进行了频率响应分析,得出不同安装方式对隔振性能的影响。在总结精确有限元模型计算结果的基础上提出了囊式空气弹簧隔振器的简化有限元模型建立方法。分析计算的结果表明:通过有限元数值仿真计算能够全面地分析囊式空气弹簧隔振器的隔振特性。文中研究对于舰用囊式空气弹簧隔振器的隔振模型及设计有一定的参考价值。     

长方体形囊式空气弹簧刚度特性

空气弹簧是一种具有可调非线性静、动态刚度及阻尼特性的隔振元件，它利用空气压缩的非线性恢复力和阻尼力来隔离振动和冲击。空气弹簧的刚度是随其变形量而变化的，因而由它组成的系统其固有频率与振幅有关。空气弹簧还具有自动避开共振，从而抑制共振振幅的特性。本文对长方体橡胶－帘布囊式空气弹簧进行了研究，从理论和试验两方面，对其垂向及横向刚度特性进行了探讨。假设空气弹簧的垂向刚度仅取决于内部气压，从工程热力学的气体多变方程出发推导了空气弹簧的垂向刚度。利用线性薄膜理论推导了长方体形囊式空气弹簧的有效承压面积。采用弹性力学的方法，解决了其由帘线交织而成的橡胶囊膜断面的横向切变形问题，推导了横向刚度。并对空气弹簧进行了试验研究。     

气垫船操纵运动建模与仿真

较详细地论述了有关气垫船操纵运动的建模方法和过程,给出了仿真流程,并对弗劳德数0.456～1.064、舵角 -10°～-20°、风速0 kn～25 kn、风向0°～360°范围内的回转运动进行了实时仿真试验,给出了典型的仿真实验结果,分析了气垫船操纵运动过程中的侧漂、内倾以及风力的影响等.该模型已成功应用于半实物仿真及分析 .     

水气双重介质共同作用下滑行艇纵向运动预报

为探究滑行艇水气双重介质共同作用下的运动响应情况,针对喷水推进滑行艇的高速运动原理,建立水气双重介质作用下滑行艇非线性的纵向运动数学模型。分析滑行艇在水气双重介质共同作用下滑行过程中的受力特性,确定艇体受到的重力、浮力、动升力和风压阻力等,改进受风面积和风压力臂的计算方法,提出实时计算滑行艇浸湿长度的计算公式。编写滑行艇纵向运动预报程序,并对不同工况下滑行艇运动的预报结果予以了分析。结果显示,当主机输出功率一定时,计入空气比不计入空气时的航速下降5.1%,升沉量下降0.006 m,纵摇角抬升0.2°,阻力增加1 893 N,动升力减小404 N;而计入风的阻力对滑行艇的运动影响较大,航速下降15.3%,纵摇角增加0.6°,升沉量下降0.021 m,动升力下降1 139 N,阻力增加5 472 N。     

气囊隔振器机械阻抗特性的有限元分析

为解决气囊振动时囊体和空气之间的声固耦合问题,针对JYQN型气囊建立气囊隔振器机械阻抗的有限元分析方法,借助COMSOL Multiphysics有限元软件进行算例分析,讨论空气波动效应及气囊隔振器相关参数对其机械阻抗特性的影响,结果表明该分析方法合理可行.     

高效无尘喷砂除锈器气固两相流运动特性分析

为分析爬壁除锈机器人的无尘喷砂除锈器中空气和磨料气固两相流的运动特性,基于欧拉-拉格朗日方法的离散相颗粒模型,建立了喷砂除锈器有限元模拟模型。仿真结果表明：进气压力增大时,磨料对工件表面的冲蚀作用略微加强;随着进砂量的增大,对弯管接头的磨损和对工件表面的冲蚀作用都增强;当真空负压开启后,回收效果显著提升,0.045MPa时基本可以实现喷砂过程的无尘化,但负压大于0.045 MPa时,磨料回收效果提升不明显,但对工件的冲蚀效果减弱。实船应用表明：在最优化参数下,除锈后表面清洁度可达到SA2.5级,粗糙度达到44μm,验证了无尘喷砂除锈器气固两相流模型的正确性,为后续的除锈器结构优化设计、工艺参数优化提供了良好的支撑和指导。     

基于软体驱动的蝠鲼扑翼运动数值模拟分析

介绍一种以蝠鲼为原型,采用软体驱动的水下扑翼结构机器鱼,在该机器鱼上布置多个驱动单元,实现灵活的仿生运动。对软体驱动器不同结构参数进行仿真对比,得出最优结构并获得运动学模型;结合动网格技术,在仿真环境下获得翼型在二维平面内大变形运动的升力特性,并分析不同驱动器在驱动频率影响下的运动特性。仿真计算结果表明：采用半圆形截面、径厚比为0.8～1.4的驱动器结构可在较低的气压下产生大范围的弯曲运动,且具有较小的径向膨胀变形,基本上不影响运动结构的水动力特性;通过调整不同位置驱动器的充气间隔频率,可使胸鳍前后缘结构具有不同的偏转角度,从而获得较好的升力特性,对应0.5 Hz下的胸鳍结构在不同工况下具有较好的升力表现;调整驱动频率对应扑翼运动频率,使胸鳍产生周期性的推力变化,伴随驱动频率提高,幅值变化增大。