基于SIMP拓扑优化理论的结构概念设计研究

为了探讨机床结构概念设计问题,并提供符合工程实际的、用于概念设计阶段的机床结构设计方法,文中将拓扑优化方法与有限元结合应用于结构概念设计进行了研究。以UG作为CAD造型平台,以ANSYS作为CAE有限元建模和分析平台,采用SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)拓扑优化理论建立数学模型,并应用改进的启发式拓扑优化准则算法进行数学模型的求解,得到经过拓扑优化的结构概念设计的方案模型。文中将拓扑优化方法与CAD/CAE系统进行集成应用于解决船舶舵叶连接法兰面加工专机的升降台的拓扑结构优化。优化结果为结构详细设计阶段的形状优化和截面优化提供设计优化区域和原型。从结构概念设计的结果看出,其优化设计过程较稳定、有效,能够满足工程上概念设计的需要。     

工程结构的拓扑优化设计研究

本文讨论了连续体结构拓扑优化的均匀化方法及其相关理论，分别针对静力问题和特征值问题建立了相应的结构拓扑优化模型。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟，尤其在国内尚尾于起步阶段。本文将结构拓扑优化设计理论应用于实际工程结构的概念设计之中，并取得了较好的优化效果。通过对经典算例和某卫星构架子结构的拓扑优化计算，表明本文建立的结构拓扑优化模型能够有效地应用于工程结构的拓扑优化设计，从而为工程结构的结构型式选取提供了有价值的概念设计方案。     

基于Ansys的某型舰炮托架拓扑优化设计

为了减轻旋回架的重量和降低生产成本,实现轻量化设计的目的。通过均匀化方法理论,建立了以微结构单胞密度为设计变量,柔顺度最小为目标函数,体积函数为约束函数的拓扑优化数学模型,并通过Ansys有限元软件,对某型舰炮托架进行了拓扑优化研究。根据优化结果对托架进行了结构改进和有限元分析,分析结果表明,在满足结构刚、强度的条件下,托架质量减轻了16%,较好地达到了设计目标,实现了托架结构轻量化设计的目的。这对于舰炮结构改进设计具有工程应用价值,对其他一般机械结构问题也提供了一种设计思路。     

减摇鳍海水冷却器防腐防漏优化

海水冷却器在减摇鳍系统中占据举足轻重的地位,决定了设备是否可正常使用。受各类因素的影响,海水冷却器在使用过程中易发生漏水问题,致使油液被乳化,加剧液压零部件的磨损,从而严重影响液压系统的安全与长期稳定运行。而检修作业将对船舶舱内环境产生较大的破坏,增加运营维护成本,解决漏水问题迫在眉睫。文章主要对漏水原因进行分析,并加以优化,提高液压系统的可靠性。     

新型折流板装置结构技术研究及其拓扑优化探讨

折流板是保证发动机尾喷试验能够安全进行的重要保障装置,随着飞机发动机类型的多样化,对折流板的性能也提出了更高的要求。首先综述国内外新型折流板装置研究的最新技术进展,并对各个方案的优劣进行比较。针对各新型折流板方案中共同存在的问题,对新型折流板装置的拓扑结构进行研究,并对比优化准则法和数学规划法在折流板拓扑优化中的求解效率。经过优化后,折流板车辆通过面的质量较现有装置下降31.9%,可以降低新型折流板升降过程中对于动力源的需求。     

减摇鳍控制策略优化

横摇是对船舶航行影响最大的运动,为减少船舶横摇人们发明了各种减摇手段,减摇鳍是其中最有效的一种.为提升减摇鳍的减摇效果,探索更优化的减摇鳍控制方法,文章主要研究减摇鳍的鳍角反馈与升力反馈之间的区别.研究结果表明:采用升力反馈可以避免采用鳍角反馈控制减摇鳍时在鳍角与升力计算中所产生的映射误差,避开了鳍角与升力间转换的不确...     

减摇鳍装置在小型高速船的应用前景

文章介绍了小型高速船发展状况,结合小型高速船工作海域的特点,小型高速船的横摇较为剧烈,减摇鳍能有效的减小横摇。介绍小型高速船上减摇鳍装置种类及构成等,随着小型高速船的需求,减摇鳍装置在小型高速船的应用有很大的发展前景。     

减摇鳍机械装置设计相关分析

介绍了组成减摇鳍机械装置的液压机组、执行机构和鳍组件三大部分,并从这三大部分对减摇鳍机械装置的设计作了一个基础性分析.减摇鳍装置是一个系统工程,它涉及流体、机械、液压、电子和计算机等学科.其机械装置作用、功能的实现取决于液压动力系统设计的合理和可靠.     

减摇鳍装置执行机构的发展与探索

介绍收放式和非收放式减摇鳍装置的执行机构的基本组成及其大致的演变情况。对这两种机构的设计与运行中的一些技术问题作了阐述,并提出了改进设计的思路和方向。     

减摇鳍精度安装工艺的分析与应用

结合芜湖新联造船有限公司某船减摇鳍精度安装的实例,提供一种用全站仪找鳍轴中心线,以保证减摇鳍安装精度的工艺。给出了各主要参数的求解方法以及操作流程和注意事项。     

减摇鳍结构应力分析及新鳍型探讨

采用MSC.NASTRAN软件对某减摇鳍的结构进行了应力分析和强度校核,并在此基本上改进结构,提出了一种新的鳍型,重新设计了该型鳍的结构尺寸.强度计算结果表明,经改进的减摇鳍结构不但重量更轻而且具有更好的力学特性.     

减摇鳍结构强度设计准则探讨

讨论三类失效准则和两类安全系数选取方法.以减摇鳍鳍轴为例,在分析其载荷特点的基础上,结合国内外相关标准,就强度设计准则进行探讨,并建立了一个基于设计经验的强度准则以作参考.     

仿驼背鲸减摇鳍升力数值计算

驼背鲸鳍的前缘突出部有利于鳍上的升力提升.提出了一种模仿驼背鲸前鳍的减摇鳍,这种鳍型的前缘有正弦形的突出部.借助计算流体力学软件FLUENT,对这种模仿驼背鲸前鳍的新型鳍型进行了数值模拟流场计算,并与相同几何尺寸的标准NACA0015减摇鳍所测得的水池实验数据进行了对比,发现采用了前缘有圆形突出部设计的新型减摇鳍在相同条件下能提供更多的升力.对升力的增加机理进行了简要的分析.     

基于永磁同步电机的零航速减摇鳍伺服系统研究

现有的船舶零航速减摇鳍都采用液压伺服系统,但是存在许多缺点。为了克服这些缺点,探索了电伺服系统在零航速减摇鳍上的应用。根据零航速减摇鳍的负载特性和对驱动能量的要求,选择了适合该系统的驱动电机和主电路形式。按照从内环到外环的顺序确定调节器的形式和参数。为了减小负载扰动的影响,设计了适合该系统的非线性PID调节器,并提出了一种实用的参数整定方法。在Matlab平台上对该伺服系统进行仿真,仿真结果表明,系统动态性能良好,完全满足零航速减摇鳍的要求。     

基于直接转矩控制的减摇鳍电伺服系统仿真研究

本文介绍了基于异步电动机直接转矩控制的减摇鳍电伺服系统基本结构和原理；并根据其控制原理，借助MATLAB6．5／Simulink5．0软件对该电伺服系统进行了建模和仿真，提出了一种按照海浪波倾角控制的计算方法；最后给出了仿真结果及分析。与传统的减摇鳍伺服系统相比，该伺服系统具有结构简单、制造和维护成本低、无变参数问题以及易于实现数字化等优点，并且具有良好的减摇效果。仿真结果验证了该伺服系统的正确性和有效性。     

基于MATLAB、C++、Vega的减摇鳍控制系统的视觉仿真

针对船舶减鳍系统,运用PID控制理论设计了控制器,利用MATLAB模拟了随机海浪和鳍相互作用对船舶的影响,将C 作为中间环节,实现了MATLAB与Vega之间的数据传输,从而实现了减摇仿真的视觉效果。经仿真试验表明,该仿真系统的结果是令人满意的。     

船舶力控减摇鳍模糊控制器设计及稳定性分析

建立了船舶力控减摇鳍控制系统的T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型.根据输入采用标准模糊分划的模糊控制系统的定义和性质,通过构建分段光滑的Lyapunov函数提出了一个新的判定闭环T-S模糊控制系统稳定性的充分条件.该方法只需在各最大交叠规则组内分别寻找公共的正定矩阵,减小了以往稳定性判定方法的保守性和难度.在此基础上利用并行分布补偿(PDC)原理,进一步探讨了T-S模糊控制器的系统化设计方法,并具体设计了一种船舶力控减摇鳍的模糊控制器.计算机仿真结果验证了本文模糊控制器设计方法的有效性.