无源滤波装置在船舶电力推进系统的应用

变频驱动对电网产生了严重的谐波污染,消除谐波影响已成为电力推进船舶研制的关键.在建立小型电力推进系统谐波分析的数学模型基础上,对无源滤波装置的拓扑结构进行改进,并采用改进遗传算法对该无源滤波器参数优化.根据优化参数设计所提出拓扑结构的无源滤波装置,应用MATLAB7.0软件对电力推进系统进行仿真,仿真结果证明该拓扑结构和参数优化方法的正确性,达到谐波抑制的良好效果.     

基于四端参数法的膜片联轴器等效建模及参数影响分析

为了研究膜片联轴器主要结构参数对其振动特性的影响,开展膜片联轴器集中参数简化模型建模研究和轴向振动传递特性分析。基于四端参数法,采用动刚度矩阵方法计算膜片动刚度参数,构建膜片联轴器等效弹簧质量阻尼系统的振动特性模型,通过与有限元仿真结果对比验证了理论简化模型及计算方法的可行性。在此基础上研究结构参数对膜片联轴器轴向振动传递特性的影响,结果表明：膜片厚度、内径及外径影响振级落差曲线共振频率位置、“穹顶”的个数和“穹顶”峰值、频带带宽大小;膜片弹性模量影响共振频率位置;膜片个数和连接轴段长度影响“穹顶”峰值大小。     

船用蠕动式连续拖曳行走装置运动分析及优化

为了实现大型海洋工程装备在船舶或浮体等运动物表面的稳定、连续、快速行走运动,对船用蠕动式连续拖曳行走装置进行了研究。介绍了在模拟尺蠖蠕动基础上增加了交替拖曳功能的行走装置运动原理,并设计了相应的机械结构及液压驱动系统。对行走装置进行了运动分析,建立了以被拖体运动速度最大为目标,以液压系统流量限制为约束条件的优化数学模型,对行走装置垂向及横向运动时间进行了优化。最后通过某海底管线铺设装备上配置的行走装置样机试验,验证了其运动性能以及各环节运动时间对被拖体运动速度的影响情况。     

舰船浮筏隔振特性的有限元分析及试验研究

以一带有浮筏隔振装置的舰船模型为对象,利用ANSYS软件的有限元分析以及试验手段,对其隔振性能进行了研究。将船体与浮筏装置作为一个系统,建立其三维有限元振动分析模型;以降低船体结构振动能量为目标,从基础刚性与阻尼以及隔振器刚度与阻尼等条件出发,对发动机激励作用下的浮筏装置与船体的振动特性进行了分析;通过系统结构参数的优化,探讨了实现良好隔振特性的途径,为舰船的减振降噪设计提供了依据。通过理论和试验两方面的研究与对比,得到有工程应用价值的若干结论。     

舰船浮筏隔振特性的有限元分析及试验研究

以一带有浮筏隔振装置的舰船模型为对象,利用ANSYS软件的有限元分析以及试验手段,对其隔振性能进行了研究。将船体与浮筏装置作为一个系统,建立其三维有限元振动分析模型;以降低船体结构振动能量为目标,从基础刚性与阻尼以及隔振器刚度与阻尼等条件出发,对发动机激励作用下的浮筏装置与船体的振动特性进行了分析;通过系统结构参数的优化,探讨了实现良好隔振特性的途径,为舰船的减振降噪设计提供了依据。通过理论和试验两方面的研究与对比,得到有工程应用价值的若干结论。     

FPSO(海洋石油115)检验的关键技术

FPSO做为当今世界较为先进的海洋石油采油装备越来越受到各国重视,但其建造难度较高。文中从检验角度阐述了FPSO建造的几个关键节点。对FPSO的单点系泊装置、模块及支墩、吊机立柱、火炬塔、尾输系统等重要结构的技术要求进行了描述,对建造FPSO应注意的环节提出了建议。     

水下机器人矢量推进装置液压系统参数优化设计

矢量推进装置能增加水下机器人在任意工况下的转向力和抗风浪摆荡能力。该装置采用3个并联液压回路驱动完成升降、回转和锁紧动作,为使液压系统能精准控制矢量推进装置,需要对其进行优化设计。液压系统元件参数采用遗传算法进行优化,可以同时进行多参数、多目标优化;液压PID控制参数采用克里金法进行优化,可以快速灵活地得到最优值,最后通过系统整体的软件仿真,验证参数优化结果的正确性。     

小型船舶减摇装置的最优设计及性能分析

在建立了系统动力学模型的基础上，运用数值优化方法对减摇装置的参数进行了优化设计，得到了减摇装置的最佳频率和最佳阻尼；分析了减摇装置有无时系统的传递函数特性，仿真计算了减摇装置有无时船体对初始横摇角的响应及对外部激振的响应。结果表明，设计的减摇装置对船体的横向摇动有明显的减摇效果。     

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。     

船舶管路系统振动控制研究

船舶管路系统振动噪声控制问题依然有待解决,极大影响船舶的声学性能。本文通过实船测试和理论分析提出一种新的管路系统被动控制技术。首先对调谐质量阻尼器进行理论建模,分析了质量比、阻尼因子、频率比等调谐质量阻尼器参数对其性能的影响;然后通过船管路系统振动测试确定了重点控制对象和重点控制频率,并据此对调谐质量阻尼器进行参数优化和结构设计;最后通过有限元分析软件Ansys进行了振动抑制效果的验证,结果表明管路系统振动被有效抑制。     

一种自动操舵装置动态性能分析设备

文章针对自动操舵装置在修理调试阶段及系泊、航行试验时,缺乏动态性能分析设备,难以准确获取超调量、稳定时间等动态性能指标的问题,设计出一种自动操舵装置动态性能分析设备.该设备由工控机作为上位机、以ARM为控制器主板的核心控制器,与电源系统、取样滤波电路、模数转换电路、通信电路、专用接口等以及系统软件共同构成.该设备自动检...     

基于马尔科夫模型的船舶设备多状态系统可靠性分析方法

基于多状态理论和马尔科夫模型,建立船舶设备复杂系统的多状态可靠性模型,推导封闭形式的时变状态概率微分解算方程,给出可用度、期望性能输出和期望性能失效等可靠性度量参数分析方法。针对多状态船舶设备特种装置,实施时变可靠性典型算例分析,结果表明:利用马尔科夫模型分析多状态系统可靠性能,具有程式化高、通用性好且结论合理的特点,形成的建模思路、解算程式和分析方法可为船舶设备复杂系统的可靠性分析技术发展提供参考。     

船用柴油机混合能源系统配置优化

考虑新能源的间歇性以及船舶电力系统负载的突变性和波动性,本文首先根据船舶航行中经纬度和海上环境的变化对新能源的参数进行修正,然后构造同时计及成本与使用寿命的船用柴油机混合能源系统优化配置目标函数,再利用人工蜂群算法进行优化,从而获得最佳的系统配置。船舶航行实测试验验证该方法的可行性,同时表明了它比陆地上传统方法具有更好的优化配置性能。     

可扩展的高精度磁场采集系统的设计

当对弱磁场进行测量时,对磁场采集系统的性能提出了更高的要求,设计了一种基于Σ-Δ技术模数转换器的高精度数据采集系统,并对测磁系统进行了多通道扩展。通过硬件和软件优化相结合的方式提高系统的测量精度,硬件优化包括抗混频滤波和消除供电电源带来的干扰,软件优化包括对采样数据进行FIR低通滤波、标度变换和平滑滤波。实验证明,设计的磁场采集系统精度良好,满足了项目中对于系统扩展和精度的要求。     

软冗余技术在供电联锁装置中的应用

供电联锁装置是供电系统安全运行的重要保障,如何提高该装置的可靠性对长期保证供电网络的安全性和稳定性以及提高供电系统的生命力有着重要意义。文章介绍了基于西门子S7-300软冗余系统的供电联锁装置的软、硬件构成以及实现办法。通过对软冗余系统工作原理的认识,分析主备系统数据同步时间及故障切换时间。文章还采用马尔科夫方法对冗余系统的系统可靠性进行分析,得出软冗余技术对供电联锁装置的可靠性具有较大的提高效果。     

基于变流阻系数的船舶海水冷却管网水力特性研究

准确计算管网摩阻系数,对具有复杂流态船舶流体管网的优化设计、运行、管理及工作特性实时调节和准确计算都有重要意义。本文提出采用“变流阻系数”方法,在计算中实时更新任意迭代时步的各管网分支流阻系数,基于图论理论,在MATLAB软件中编程实现。理论计算与实验结果进行了对比,两者具有较好的一致性。研究发现,相比定流阻系数方法,利用变流阻系数网络解算算法对船舶海水冷却管网进行水力分析,可以大大减小解算误差,提高解算精度。     

舰船无线通信设备的干扰建模和性能分析

利用随机几何理论建立了舰船无线通信设备的干扰模型,并在此基础上分析了多种信道参数对无线通信设备性能的影响.本文首先理论分析了在舰船环境下的无线通信干扰源分布的系统模型.其次,基于随机几何理论讨论了船体区域中的干扰对无线通信设备性能的影响,并给出了干扰和积分形式的表达式.最后仿真分析了多种无线通信信道参数对设备性能的影响.仿真结果表明,信道状况对无线通信设备的性能有很大的影响,合理部署无线通信设备可有效的改善无线通信性能.     

200kN.m扭矩标准装置智能管理系统研究

随着国际工业和智能化的快速发展,大扭矩测量和校准技术需求越来越迫切。上海船舶设备研究所成功研制了国内首台大扭矩标准装置,解决了工业部门对大扭矩标准装置的迫切需求,该装置达到了国际领先水平。文章以一种大型扭矩标准装置智能管理系统的研究工作出发,介绍了静重式大扭矩标准装置电气控制系统的原理、组成、功能、控制软件和组态软件的设计要点等,为200kN.m扭矩高准确度量值传递提供了技术手段。文章为扭矩专业的计量和测试人员提供了静重式大扭矩标准装置控制系统和组态软件系统设计的技术指导。     

泵喷推进器抗空化性能分析

为改善泵喷推进器抗空化性能以提高舰艇推进器空化初始航速,在验证所用方法可信性的基础上,运用三维反问题设计方法及计算流体力学方法对某排水型船进行泵喷推进器大样本优化设计。结果表明:泵喷推进器低压区的存在形式有3种,即大面积存在、局部存在、在叶片导边和导管进口外壁面呈线状分布;从尺寸选型、叶片负载分布、毂径比、入流角4个方面进行优化设计后,泵喷推进器抗空化性能明显提高。所总结的优化设计方法同样适用于泵喷推进器及导管桨等类似结构推进器的抗空化性能改善。     

基于RANS 升力法的轴流泵多方案优化设计

传统升力法参考与设计泵性能接近的母型泵以完成两栖车喷水推进轴流泵设计,该方法设计的轴流泵水动力性能存在缺陷和不足,本文基于RANS法,借助于商用软件ICEM（前处理）和CFX（后处理）对传统升力法设计的轴流泵水动力性能缺陷和不足进行改进。在验证RANS法准确性的前提下,在某型两栖车喷水推进器的升力法设计过程中,母型泵与设计泵性能参数相差较大的情况下,通过RANS法对影响轴流泵水动力性能的相关参数进行优化,表明通过弦长优化方案和翼型拱度优化方案的轴流泵改进设计均能达到预期优化目标,其弦长变化比 或拱度变化比 时,其轴流泵的水动力性能较佳,满足最终设计方案需求。