舰船水幕系统设计方法研究

本文对舰船水幕系统设计方法展开研究,介绍了水幕系统耗水量计算、喷水量设计、分区设计、管路设计、系统阻力计算建模和优化设计等方法。采用共管设计减少了管路和喷头数量,降低了系统布置难度和重量,实现了水幕防护、洗消、降温和泡沫灭火系统集成优化设计。以某舰水幕系统为例,对系统进行设计和计算分析。提出优化调整措施,验证了设计方法的有效性。     

液压系统乳化时管路边界层与系统参数的关系

为了在船舶液压系统发生乳化故障时诊断系统状况,研究液压系统管路边界层与其系统参数的关系。以锚机液压泵出口管路为研究对象,设计4种不同乳化污染程度的液压管路流动方案,运用Fluent对模型内部的流场进行模拟分析,并利用CFD(computational fluid dynamics)后处理软件对流动模型的数据进行提取,根据第二相体积分数云图来提取的管道内水团处的数据,比较管路边界层与液压系统状态参数之间的关系。研究表明：管道近壁面区域的速度梯度的突变值的最大值与含水量呈正比关系;在同一位置上,管道边界层的压力梯度绝对值的最大值与液压系统的乳化污染程度参数呈正比关系。通过对液压系统的乳化故障进行定性分析,将为液压系统状态监测和故障分析提供依据。     

水下生产系统液压控制系统脐带缆液容效应研究

油气田水下生产系统液压控制系统多数采用长脐带缆液压驱动完成,由于长行程积累的液阻大、能耗损失大.提出一种利用长脐带缆的液容储能特性优化设计其液压系统流量的方法,对长脐带缆精确分布参数模型进行分析推导,从而最大限度地降低长脐带缆供、回油过程的流动阻力,提高水下生产系统的驱动效率.最后以我国某油气田某井口为例,对供油管路系统进行了阻尼匹配优化设计和仿真,仿真结果与实际非常吻合.     

基于灵敏度分析的管路系统抗冲击优化设计

运用Sobol'法、傅立叶幅值灵敏度检验扩展法和重要测度法对某管路系统进行了灵敏度分析,得到了对管路系统冲击响应影响较大的若干参数.以这些参数为设计变量,以管路最大冲击等效应力为目标变量,联合运用子问题法及扫描法对管路系统进行了抗冲击优化设计,得到了一些有益于管路系统抗冲击设计的结论.研究表明,应用基于灵敏度分析的抗冲击优化设计方法能快速判断出舰艇管路系统中不合理的设计如支撑位置、刚度等,其结果为舰艇管路系统提高抗冲击能力进行改装提供了理论支持.     

基于CAD2AME的飞机液压系统流阻计算方法

飞机液压系统包含泵源系统、管路系统、附件和用户系统,飞机管路系统是飞机泵源和用户之间的纽带,液压管路流阻特性决定了用户系统入口的压力和流量,影响用户动静态响应性能,特别是对一些伺服作动系统。传统流阻特性计算方法主要针对稳态工况计算,难以实现动态响应计算,且对工作人员要求高、计算工作量大。随着全三维设计应用于飞机液压管路系统设计制造,为基于计算机的流阻特性仿真分析提供了可能。本文介绍和对比了三种计算方法,选取了较优的CAD2AME方法对某飞机局部液压管路系统流阻特性进行仿真分析,证明该方法可快速准确的对飞机液压管路进行分析。     

典型船舶板架拓扑与形状优化设计

以典型板架结构(船底板架和上层建筑板架)为研究对象,探讨结构拓扑与形状优化设计方法在船舶设计中的应用。对船底板架结构进行形状和尺寸优化(优化目标是指定应力约束条件下结构重量最小),优化后的结构重量减少了15.82%。为改善舱室顶部空间布局,提高舱室顶部板架结构的固有频率,对上层建筑板架进行拓扑优化,寻求材料最优分布,并在对其进行静力分析和模态分析的基础上,以体积百分比为约束条件,以板架固有频率为目标函数,得到拓扑优化后的结构型式,新结构型式使材料分布更加合理,有利于舱室顶部管道和电缆等的铺设。研究表明,在目前的板架结构设计中,可广泛应用结构拓扑与形状优化设计技术。     

通用型FPSO压载水管路系统应力分析及优化

通用型FPSO管路系统的复杂性和紧凑性相比传统FPSO有显著提升,作业负荷更大,油气泄漏和火灾风险更高,因而对整个管路系统的安全性以及支架的优化上有更高要求。本文将传统的输入附加位移D模拟船体变形变为温度T中热膨胀系数的叠加来表现,给出工况设置方法,综合考虑各种环境条件研究其对管道应力以及位移的影响,对通用型FPSO玻璃钢压载水管道进行一次、二次应力及水锤载荷计算,验证压载水管路设计的合理性,并对不合理部分给出优化方案,提高管路系统的安全性,为通用型FPSO管路系统工程设计提供技术借鉴。     

基于FlowMaster仿真的变频器水冷管路优化设计

本文介绍变频器冷却系统水冷管路优化设计.通过优化变频器水冷管路的管件材料、直径、长度以及支管路串并联方式等降低变频器水冷管路进出口压差,从而降低变频器水冷管路流阻,确保变频器在水冷系统中获取足够冷却水流量.     

多领域统一建模技术在管路分析中的应用与发展

管路分析在液压(或气动)传动系统设计中占有越来越重要的位置,不但有助于液压系统中各元件的布置设计,还可以对管路中的压力分布和脉动进行分析,从而为减少液压系统中的振动、冲击和噪声。多领域统一建模技术为复杂管路的机、电、液、控耦合系统建模与分析提供了新方法,也为管路分析与设计提出了新挑战。本文首先对基于Modelica语言的多领域统一建模技术进行简述,重点综述了基于Modelica语言的多领域统一建模技术在管路分析中的应用概况,在此基础上给出了管路分析的未来发展趋势。     

液压介质弹性模量在线测量

通过对液压管路中压力波传递速度的测量,推算液压介质的体积弹性模量,并对液压系统介质体积弹性模量进行了实际测量.论述了在油-气两相状态下,液压介质体积弹性模量变化的随机性.采用最新的非插入式测量方法,把压力测量夹具安装在管路的两处,检测压力波达到不同夹具的时间差,计算波速.该方法可以方便地测量液压油管各段的弹性模量,同时对管路没有任何破坏,影响小,测量准确.结果可为系统仿真、设备的选型与液压设备管理工作提供参考,并给设计人员提供依据.     

景洪水力式升船机岔管群结构设计

岔管群是水力式升船机输水系统的重要组成部分,其布置及设计较复杂。针对景洪水电站水力式升船机岔管的受力特点,采用数值计算方法对水力式升船机典型的三分梁式岔管及四通岔管进行敏感性分析。结果表明:岔管的结构形式合理可行,满足水力式升船机输水系统布置的要求。研究成果可为水力式升船机岔管群结构设计提供科学依据。     

大型LNG船玻璃钢压载水管道应力校核方法

玻璃钢管作为大型液化天然气(LNG)船压载水管道,在其应用过程中易出现部分管道破裂以及管道支架损坏的问题,针对该问题,以某大型LNG船为例,采用管道应力分析软件CAESARII建立压载水系统玻璃钢管道有限元模型。根据实际建造营运方式,考虑船舶运动加速度、船体变形、温度和压力等载荷,确定能覆盖所有建造运营条件的载荷工况。采用ISO 14692标准作为大型LNG船玻璃钢压载水管应力校核设计的标准,分析压载水管道的应力水平以及作用在管道支架上的负荷,对应力超标处的管道进行优化布置,对承受大负荷的管道支架进行结构加强设计。实船应用结果表明,该方法的应用效果良好,可推广到其他类型船舶的玻璃钢压载水管道系统的设计中。     

高水基液压液管路串洗设备研究

为使粘度低而运行压力高的高水基液压液能正常用于串洗管路,串洗设备撬块增加了冷媒水模块以控制串洗液的粘度,串洗设备实际运行基本正常,且管路串洗后的清洁度完全达到设计要求,证明整套串洗设备的设计思路是正确的。     

红岩子船闸输水系统优化设计

船闸侧墙廊道闸室明沟消能工布置及消能效果的优劣,直接影响闸室内船舶所受系缆力大小及停泊安全。依托红岩子船闸输水系统水工模型试验研究,探讨筛孔式消能工及通过增加顶盖板优化设计的方案在中高水头分散式输水船闸中的应用效果,通过测定闸室充、泄水水力特性,输水廊道压力及船舶停泊条件等各项指标,发现优化设计方案在船舶停泊条件方面具备更优的性能,同时提出船闸阀门开启方式的运行方案。     

景洪水力式升船机水力驱动系统设计

水力驱动系统是水力式升船机的核心,其设计的优劣直接影响升船机的提升效率与运行安全。依托景洪水力式升船机工程,通过水力驱动系统充泄水过程非恒定流数值仿真分析,提出水力驱动系统合理的布置与结构设计、阀门变速开启方式;通过物理模型试验对输水管路进行水力优化,提出增加顺直段长度和连通廊道以提高竖井水位的同步性;在此基础上,综合考虑多方面因素,给出景洪升船机水力驱动系统的进出水口、输水管路、竖井等详细设计,可为该类型升船机的水力驱动系统设计提供借鉴。     

泵控舵机液压缸动态特性研究

泵控液压缸在工程机械中有着相当广泛地应用,其动态特性决定了整个液压系统的工作性能,为此对经简化的泵控液压舵机系统进行动态特性研究。因为软件MATLAB的工具箱SIMULINK在系统仿真方面的功能十分强大,所以利用SIMULINK对液压系统进行物理建模、仿真,对泵控液压缸进行动态特性研究。仿真结果验证此研究方法的可行性与正确性。此外,该研究方法简单、直观,可以应用于液压系统的设计、液压元件的选择与优化和液压系统故障辅助诊断,也可以应用于轮机模拟器的仿真系统。     

A new look at the external pressure capacity of sandwich pipes

Sandwich Pipes (SPs) have been developed to overcome the required flow assurance and pressure capacity issues in deep and ultra-deep waters. This research aims at studying the influence of certain structural parameters on the pressure capacity (also referred to as the plastic buckling pressure) of Sandwich pipelines. The use of high grade steel pipes, as the internal or external pipes, has also been considered as one of the design parameters in this study. Moreover, a comprehensive parametric study, considering a practical range of the parameters that influence the response of SPs (and considering 3840 SP configurations) was conducted. The results from this large array of pipes were used to formulate a practical equation, capable of estimating the plastic buckling pressure of SPs. The accuracy of the proposed equation was evaluated by comparing the results with the experimental and numerical results available in the literature. The comparative results demonstrated that the proposed equation could predict the buckling capacity of such pipes with a reasonable accuracy. Furthermore, the proposed equation was used, along with a general optimization procedure, to establish the most optimum and cost-effective combination of structural parameters for SPs suitable for use in various water depths.     

船用低噪声液压集成块优化设计与分析

液压集成块是集成式液压系统的关键元件之一,它的工作状态直接影响系统的整体性能.为了降低系统的工作噪声,提高船用液压集成块的能源利用率和工作舒适性等,针对现有液压集成块所存在的问题,利用CFD和CAE方法对其进行对比分析,并从机械系统动力学出发,设计了液压换向缓冲结构,通过对优化设计后的液压集成块的分析可知,对原有系统的...     

大口径钢管无余量弯管

介绍了采用新式液压数控弯管机对大口径钢管进行无余量弯管的新工艺。主要以通径DN125-200mm管为对象，阐述了下料长度、弯曲后管材回弹角、无余量切割长度等的确定和计算方法。简要分析了该工艺所取得的效益。     

液压操舵的冲击振动隔离问题

通过分析液压管路内流体冲击对船体的激励机理，阐述弹性安装液压阀件控制液压操舵噪声的设计思路及设计方案。