基于matlab缠绕机张紧系统控制分析

张紧系统主要用于维持缠绕机缠绕过程中缠绕纤维的张紧力,保证纤维缠绕时的精度和缠绕质量,在缠绕产品成型过程中起着重要的作用。本文基于matlab对张紧系统进行仿真分析,研究在缠绕速度在不同规律变化情况下的张力变化,为张紧系统后续优化提供技术支撑。     

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。     

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。     

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.     

顶张式立管液压气动式张紧器的数学模型

以顶张式立管液压气动式张紧器为研究对象,考虑张紧器中的摩擦、活塞和活塞杆的质量以及油管内的压力损失等因素,建立较为完善的张紧器张力的数学模型。通过静力和动力两种加载方式,将论文建立的模型与工程中常用的简化模型作对比研究,对张紧器的影响因素和张力特性进行分析。研究表明,简化模型计算得到的张力较实际张紧器的张力偏大。低压氮气的压力、活塞和活塞杆的重力和惯性力、摩擦力以及油管内的压力损失对张紧器的张力具有重要影响,在张力计算时应恰当地予以考虑。     

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。     

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。     

基于AEMsim的长运距带式输送机启动曲线研究

采用AMEsim软件,对长运距带式输送机进行建模,分析了3种启动曲线对带式输送机的速度、加速度、最大张力及张紧装置的影响,可为长运距带式输送机选择合理的启动曲线提供依据。     

浅水浮式平台多点系泊系统适用性研究

为研究浅水海域船型浮式平台多点系泊系统的适用性,以某船型浮式平台为例,设计了2套多点系泊系统。利用AQWA水动力软件,基于三维势流理论,计入风、浪、流的联合作用,分别对悬链式和张紧式多点系泊系统进行时域耦合分析,得到了浮体的六自由度运动和各系泊缆的张力。计算结果表明,张紧式系泊系统浮体平动位移小,横摇幅值较大,各系泊缆张力较大,系泊缆张力不满足规范要求;悬链式多点系泊系统浮体平动位移相对较大,各系泊缆张力较小,浮体的水平偏移和系泊缆张力都满足规范要求。悬链式系泊系统性能较优,不过水平位移仍然需要重点关注。本文研究成果对浅水船型浮式平台多点系泊系统的设计有一定的参考价值。     

张力作动筒高架索恒张力控制系统仿真

张力作动筒是舰船海上航行横向补给装置维持高架索恒张力的关键系统。通过建立张力作动筒高架索恒张力控制系统数学模型,利用Matlab/simulink软件建立仿真模型,对舰船横向标准恒张力补给方法(STREAM)中采用的张力作动筒系统进行仿真分析。通过对影响高架索张力波动的主要设计参数的仿真分析(如储气罐容量、空气和液压油流动阻力系数以及补给海况),提出相应的系统设计和使用建议:一是要保证合理的储气罐容量;二是要尽量减少液压油和高压空气的流动阻力;三是对震动敏感的特殊货物应在低海况下传输。     

深水半潜式平台张紧式系泊系统优化设计

针对2 000 m工作水深12点多成分张紧式系泊系统,采用时域耦合动力分析方法,研究不同浪向完整条件和一根系泊缆断裂的破损工况下浮体运动和系泊缆张力特性。改变系泊系统参数,定量探究其影响系泊系统的一般规律,提供满足API规范要求的系泊系统优化设计方案。结果表明:增加系泊缆根数可以有效增强平台定位能力;通过合理选择预张力倾角、预张力大小、系泊缆夹角等,可以大幅度改善平台的运动响应和系泊缆动态响应。     

深水半潜式平台张紧式系泊系统优化设计研究

针对2000m工作水深12点多成分张紧式系泊系统,采用时域耦合动力分析方法,研究不同浪向完整条件和一根系泊缆断裂的破损工况下浮体运动和系泊缆张力特性。改变系泊系统参数,定量探究其影响系泊系统的一般规律,提供满足API[1] [2]规范要求的系泊系统优化设计方案。结果表明：增加系泊缆根数可以有效增强平台定位能力;通过合理选择预张力倾角、预张力大小、系泊缆夹角等,可以大幅度改善平台的运动响应和系泊缆动态响应。     

FPSO与单点系泊系统的耦合动力响应分析

本文根据API的规范要求,初步设计了FPSO的张紧式系泊系统。运用AQWA—Drift对于FPSO及系泊系统进行了分析,得到了结构物在南海百年一遇海况作用下的运动响应以及系泊缆张力。     

一种新型附加稳定链锚泊系统的静动力特性分析

本文提出了一种附加稳定链的新型锚泊系统,基于向量式有限元法建立其动力学分析模型,并与传统锚泊系统特性进行对比。向量式有限元法建模机理是将系泊缆索离散为有限数量质点集合,采用空间杆单元模拟质点间的运动,不需要集成刚度矩阵和迭代求解控制方程,为复杂结构行为分析带来方便。采用稳定链替代重块在锚泊系统上的作用,对比不同长度、质量稳定链对锚泊系统特性的影响,在此基础上对传统张紧式、附加重块、附加稳定链三种模型的形态、张力值和松弛—张紧状况进行深入研究。结果表明：向量式有限元法与传统建模方法在位型确定和张力分析方面吻合度极高;稳定链可以减缓拉力提升角度和垂向锚固力,起到降低顶部张力并限制海床接触风险的作用,一定程度延长了整体系统的运行寿命,提高了经济效益。     

64000吨级货船的恒张力绞车

本文介绍江南造船厂建造的64000吨级散货船的甲板绞车所采用的一种张紧缆绳的系统——恒张力系统的工作原理及关键部件的结构.该系统对船舶安全系泊和减轻船员劳动强度颇为有效.     

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。     

岸桥小车和托架张紧液压系统控制改进

广州港南沙港区岸桥运行小车驱动机构采用钢丝绳牵引式,钢丝绳卷绕系统设有张紧装置,其中有4台张紧油缸位于岸桥海侧上横梁处,其作用是使钢丝绳始终处于张紧状态,以减少小车制动时产生的抖动。此外,在大梁俯仰过程中,张紧装置还能起到补偿钢丝绳长度变化的作用。     

水下吊放缆索动态响应特征

A结构较大的垂直位移使中际站附近的缆索产生瞬间松弛,再次张紧的力导致了0.5 g垂直加速度的突变载荷.当系统向下运动时,张力和垂直加速度的大比率变化首先发生在中际站端,吊索张力波以其特有的速度(3 870 m/s)迅速传播至水面.缆索两端都可清楚地察觉6次回波,且它们的模式在不同的突变载荷下非常可重复.由于缆索末端没有和质心浮心对准,所以中际站在突然收紧时,最大可有14°的纵倾,其结果是小的弯曲半径造成了缆索内的最大应力.     

潜水器动态收放缆索过程的动力学仿真研究

调研了解到部分上述高端装备或其他水下平台在水下作业过程中,可能遇到的载荷吊放、载荷拖曳、载荷回收等工况下缆索张力动态非线性变化的问题。基于Ablow提出的缆索偏微分控制方程,通过在采用有限差分法求解过程中动态调整缆索微元的长度进行缆索收放过程仿真,建立了潜水器-缆索-载荷三者间相互耦合的动力学模型,并基于建立的仿真方法对潜水器拖曳载荷进行变深度航行、潜水器变深度直航过程中起吊载荷过程中缆索-载荷系统对潜水器的影响及缆索自身的动态响应特性进行了研究。结果表明：稳定拖曳过程中,由于缆索-载荷系统的阻力,导致速度降低;拖曳起吊过程中的缆索张力变化明显,且缆索张力对收缆的速度变化敏感;拖曳稳定航行段潜水器速度与理论值一致,表明了本文方法的正确性。     

基于载人潜水器的深海敷缆运动仿真

提出了基于载人潜水器搭载海底敷缆装置的深海敷缆作业方式,建立了载人潜水器深海敷缆运动的二维稳态模型,仿真分析了余量敷缆时不同航行速度和放缆速度组合、潜水器相对海流速度、敷设余量、航行高度和海缆重量等参数对敷缆运动的影响。分析发现海缆张力随着敷设速度、潜水器相对海流速度、海缆重量的增大而增大,随着敷设余量的增大而减小;海缆水中位形曲线随着敷设速度、潜水器相对海流速度增大而趋于平缓,随着海缆重量的增大而更加陡峭,放缆速度的变化则对海缆位形曲线无影响;潜水器航行高度的变化对缆形和张力分布都没有影响,只是随着高度的增加,缆形和张力在原来的高度基础上有一定的延伸。