船舶涂装爬壁机器人系统研究及集成应用

提出一种大型船舶开放性工作面涂装爬壁机器人系统理论设计与应用方法,研究系统本体运行机理并获得满足工作特性的两项必要条件,即轮辐磁吸力及双轮驱动力矩的极小值条件。建立涂装机器人系统的功能组成及控制机理,并结合开放性工作面开展无线定位及自主规划方法研究,形成能够适应喷涂作业的机器人在线路径规划算法。并结合实际开展涂装系统集成应用测试,检测并采集系统运行过程中动力学参数,系统空间坐标轨迹路线等,实现了涂装工作路径的实时在线规划。通过试验验证了文中的系统力学特性分析及定位方法的有效性。     

冰区航行船舶冰阻力数值研究进展

冰阻力是影响船舶在冰区航行性能的关键因素。当前主要的冰阻力研究方法有经验公式法、模型/实船试验法和数值模拟方法。数值模拟方式能够对船舶破冰的全过程进行快速模拟,且模拟成本低,参数易于控制 、结果较为准确,是一种比较适宜的冰阻力预报方法。随着计算技术的进步,各种数值模拟方法层出不穷,其中包括基于网格单元的有限元模型,基于无网格方法的离散元模型、SPH法、近场动力学模型等;近年来,网格模型与无网格模型的耦合方法也逐渐发展起来。文章简要梳理了冰区航行船舶冰阻力数值研究的进展,并基于研究现状提出尚需进一步解决的问题,意在为进一步提高冰阻力数值模拟精度提供参考。     

海水-冰晶两相流非等温流动及传热研究

船舶在冰区航行时,存在冰晶颗粒混合海水流入船舶冷却系统现象。基于颗粒动力学理论,建立适用于海水-冰晶两相流的欧拉-欧拉双流体模型,耦合相间传热传质模型对海水-冰晶两相流在水平直管内流动及传热特性数值模拟。研究表明,冰晶颗粒流动过程中,在管道上部位置R=8~10mm处冰晶体积分数达到最大值,且随着速度增加而增大;当入口含冰率(IPF)为4%时,冰晶速度的最大值出现在管道中心轴线上方。当入口速度为1.0~3.0 m·s-1,含冰率4%~30%时,局部传热系数随入口速度及含冰率增大而增加。     

米勒循环结合可变涡轮增压优化柴油机性能的仿真与试验研究

在开发一款机车柴油机过程中,利用AVL BOOST软件对柴油机工作过程进行了仿真计算,计算了不同米勒强度和不同喷油正时条件下柴油机的性能参数。根据计算结果,排除了弱米勒的方案。针对强米勒和中米勒,开展了试验研究,通过调整喷油定时、增压压力设定、共轨喷射压力,进行了多方案试验研究,试验结果表明,强米勒方案虽然可以有效降低Nox排放,但是带来PM排放升高和涡轮前排气温度升高的问题,中米勒虽然降低Nox排放的效果弱于强米勒,但是能获得比较满意的PM排放,且涡轮前排气温度远低于强米勒,综合各方面性能参数的比较结果,在满足排放要求的前提下,中米勒为优选方案。     

基于ANSYS的无缆潜航器力学性能分析研究

为了设计无缆潜航器,采用数值分析和机械制造相结合的方式,设计出一款新型无缆潜航器,在设计制造出潜航器的基础上,对该无缆潜航器进行力学性能分析研究,对其水下运动规律及特性进行了理论推导,采用数值分析的方法分别讨论机器人的结构力学特性和流体力学特性,并对机器人的应力应变强度参数进行仿真分析,讨论不同情况下机器人的属性参数,结合分析数据,对潜航器运行工况下的各项参数进行了稳定性分析,最后对以上所有参数进行总结归纳,文中所采用的方法可以用于机器人设计及优化。     

大型自航绞吸挖泥船的发展与新的技术要求

论文介绍了国内外自航绞吸挖泥船的发展现状,对比了国内外大型自航绞吸挖泥船技术特点,提出了大型自航绞吸挖泥船新的技术要求;探讨了自航绞吸挖泥船装机功率科学合理增加的可行性;文中表述了绞吸式挖泥船关键技术的研究和应用。     

葛洲坝船闸浮式检修门快速精准对位

葛洲坝船闸浮式检修门(以下简称浮门)是葛洲坝船闸检修设备设施的重要组成部分,在停航期检修中起下游挡水作用,为闸室廊道、下游人字门等检修项目提供无水环境。葛洲坝船闸浮式检修门快速精准对位,是提高葛洲坝船闸停航期检修效率的基础。浮门快速精准对位主要分为3个步骤:浮门门体入槽、门体对位、快速沉浮。通过分析葛洲坝船闸浮式检修门对位现状,从浮门影响因素入手分析研究葛洲坝船闸浮门快速精准对位。     

新型通长高强土工格栅复合软体排护底技术

在东营港东营港区南防波堤工程中,为解决传统护底技术现场绑扎拼接工程量大、拼接质量要求高、工艺复杂、施工难度大、效率低且整体性差的问题,研制了一种新型通长高强土工格栅复合软体排。制定了底层为通长土工布、排中中层为高强土工格栅、两侧余排中层为抗冲击防老化缓冲保护层、面层为通长土工格栅的一体化排体制作工艺,解决了复杂结构软体排的制作难题;研制了适合通长高强软体排铺设施工的动力滑轮组牵引装置,解决软体排较重、摩阻力大、难以沉放的问题;采用旁扫声呐质量检测方法,提高了排体施工效率及质量。     

长江口软基围堤施工的加载速率效应

针对长江口某围堤施工软土堆载过程中的稳定性问题,进行不同加载模式下的应力路径试验,分析长江口软黏土的应力-应变关系、结构损伤特性、强度及应变率发展模式,为该围堤工程的施工速率选取及施工过程中的稳定性控制提供技术依据。结果表明:在不考虑固结的前提下,土体的不排水抗剪强度几乎不受加载模式影响;最终强度与达到破坏时的应变大小无关,但与分级加载时间和分级静置时间存在相互作用关系;土体失稳时的应变率与加载速率和静置时间均有一定关系,且加载速率的影响更大;当加荷超过不排水抗剪强度的80%时,或分级最大应变率逐渐偏离加载初期的线性变化,土样濒临破坏。     

强夯砂土地基锥尖阻力分布规律及施工参数选择

为探究强夯砂土地基锥尖阻力分布规律,采用静力触探试验方法对22个吹填区进行试验研究。发现以下分布规律:1)强夯砂土地基下锥尖阻力在1 m深度范围内基本呈线性分布; 2)对于吹填厚度约为11 m的区域,在1～6 m范围内会出现峰值,6～10 m范围内锥尖阻力有所下降,10 m深度以下由于接近海床高程的砾砂层锥尖阻力再次增大; 3)对于吹填厚度约为6 m的区域,在1～4 m范围内锥尖阻力会达到峰值,4～6 m范围内锥尖阻力有所下降,6 m深度以下由于接近海床高程的砾砂层锥尖阻力再次增大。通过试验结果计算承载力和总沉降量,并以此检验施工参数选取的合理性。