张紧式系泊半潜式风机平台水动力响应建模分析

针对某半潜式风机平台,采用锚链和聚酯纤维绳分段连接形成张紧式系泊系统,建立环境载荷数学模型及环境载荷作用下的平台及系泊系统动力学方程。通过Simulink集总参数计算与AQWA数值仿真2种方式,对比分析风载荷阶跃输入、浪载荷正弦输入作用下平台的响应特性。结果表明,Simulink集总模型计算结果与AQWA数值仿真结果较为吻合,这在一定程度上说明了集总参数建模方法的合理性。研究发现,在风阶跃输入作用下平台主要表现出横荡、垂荡、横摇3个自由度方向的响应,其中横荡稳定时间较短,但偏移量相对较大,而垂荡和横摇的稳定时间较长且基本一致;在浪正弦输入作用下平台同样主要表现出横荡、垂荡、横摇3个自由度方向的响应,此时横荡幅值相比垂荡同样较大。横荡位移与振幅较大的原因在于采用了张紧式系泊的半潜式平台设计,进一步约束该自由度是接下来平台与系泊系统优化设计的研究方向。     

风浪异向下超大型漂浮式风力机动态响应研究

以DTU 10 MW风力机为研究对象,建立OO-Star半潜式平台漂浮式风力机模型,基于叶素动量理论和辐射/绕射理论分别求解风载荷与波浪载荷,模拟不同环境载荷方向下漂浮式风力机动态响应,对比分析不同环境载荷入射角度对其响应特性的影响.结果表明:湍流风入射角度对漂浮式风力机纵荡、纵摇及艏摇运动响应影响较大,而波浪入射角度...     

嵌地半圆形刚平台双自由度传感系统地动响应

利用波函数展开法和振动理论讨论了半空间界面半圆形刚性平台上双自由度振动系统的反平面响应问题。利用弹性波动理论写出半空间介质内的总位移波场,应用振动理论列出双自由度振动系统满足的二阶常系数微分方程组,通过半圆形刚性平台与介质界面之间的位移和应力连续条件求出散射波函数中未知系数,最后确定出振子和半圆形刚性平台分别相对于入射波振幅的位移振幅比以及刚性平台边界处介质内的环向应力集中系数的变化规律,并通过数值算例给出了计算结果,说明了分析结论的正确性。     

1200m半潜式钻井平台运动响应研究

采用中国船级社《海上移动平台入级与建造规范》的设计要求,对工作水深为1200m的深水半潜式钻井平台进行了结构设计,分析了目标平台所受海洋环境载荷的组成及分类,在风、浪、流的联合作用下对平台进行了时域耦合分析,研究规则波与非规则波下的平台运动响应;对比分析了系泊缆预紧力对平台运动的影响,结果表明,带有预紧力的系泊缆能明显抑制平台的运动,即可以通过人为的增加平台阻尼来限制半潜式平台的定位精度,对深水半潜式海洋钻井平台的耐波性设计具有指导意义。     

我国首制3000m深水半潜式钻井平台研制成功

近日,我国首制3000m深水半潜式钻井平台在中国船舶重工集团公司大连船舶重工集团有限公司研制成功。大连船舶重工集团有限公司在引进技术消化吸收的基础上,突破了深水半潜式平台总体设计、运动分析和预报、结构设计和强度分析、关键系统和设备集成、建造和防腐等关键技术,并在该平台上成功应用和检验。     

深水半潜式平台锚泊系统动力响应研究

以一座工作水深为1500m的深水半潜式海洋平台为研究对象,建立了风、浪、流随其特征参数在空间和时间区域内的表述模型,对平台进行锚泊系统时域耦合分析,找出了平台在六个自由度方向的动力响应对平台稳定性的影响程度以及布锚方式对系泊线张力分布的影响,为深水锚泊定位系统时域耦合分析提供方法基础,并能够进一步为平台的安全性能运营管理提供模型和数据支持。     

双腔油气式缓冲器低压腔油孔面积的选择

阐述了双腔油气式缓冲器的结构及受力形式,建立了双腔油气式缓冲器垂向的动力学微分方程组,利用拉普拉斯变换建立了此微分方程的线化方程组的传递函数矩阵。并以某型双腔油气式缓冲器为基础,用数值方法研究其在正弦激励下的垂向动力学特性。计算了在不同的激励频率,不同的激励振幅下稳态的最大位移系数以及最大载荷系数,并考虑了不同低压腔油孔面积的影响。计算结果与传统的线化系统的特性进行了对比。对比结果表明,原系统的动力学特性与线化系统有较大的差异。     

深海半潜式钻井平台钻机配置及选型研究

深海半潜式钻井平台航行速度较慢;但是,其具有可变载荷大、作业范围广、工作水深和抗风浪能力强等优点,已经成为了深海钻井平台的主力军。深海半潜式钻井平台钻机的配置水平得到了迅速提高,本文对其进行了深入的分析研究,并涉及深海海洋钻机的分类和选型,具有一定的参考价值。     

滚柱活齿传动非线性动态特性研究

为揭示滚柱活齿传动机构的非线性动力学行为,建立考虑活齿数、齿侧间隙和动载荷的平移-纯扭转耦合动力学模型。求解啮合线处的各零件间的相对位移,建立系统非线性动力学微分方程组,并对方程组进行坐标变换,然后进行量纲一化处理,利用数值分析软件求解量纲一化的微分方程组,获得传动机构的相图和庞加莱图,通过改变参数偏心距和啮合阻尼,分析参数变化对系统非线性动态特性的影响。结果表明,改变机构的偏心距,系统的运动状态发生变化;随着偏心距的减小,系统由混沌运动进入周期运动,然后经准周期运动再进入混沌运动;选取偏心距中间值,能够降低机构的振动响应幅值,提高机构运行的稳定性。     

半潜式平台用锚机研究

在半潜式平台定位中,锚机是其配套使用的关键设备之一,其性能的优劣直接决定整个平台的安全性和工作可靠性。通过对半潜式平台定位模式分析,着重介绍了平台配套用4种主要形式锚机的功能和特点,以及国内外锚机技术发展趋势,以期加快研发具有我国自主知识产权、配套半潜式平台用锚机系统。     

基于六自由度运动平台液压系统的设计

按六自由度运动平台的运动要求在单缸试验中设计一套液压系统,以实现6个方向的独立或联合动作;从液压系统的设计原理出发,在执行元件、控制元件、动力元件等方面对六自由度液压控制平台液压系统进行设计计算。     

半潜式生产平台的电力系统设计研究

半潜式生产平台加水下生产系统的湿式开发模式是中国南海深水油气田开发最具竞争力的工程模式之一。可靠的电力系统则是半潜式生产平台可靠运行和稳定生产的关键。本文综合考虑国内海洋石油平台电力系统的配套要求和操作习惯,结合ABS船级社浮式生产平台入级的相关规范要求,提出了半潜式生产平台电力系统设计方案,对半潜式生产平台的电站系统、变电系统、配电系统以及船体部分配电系统进行阐述与研究。为半潜式生产平台电力系统设计提供借鉴。     

方形四立柱半潜式平台涡激运动特性数值模拟研究

为揭示半潜式平台涡激运动的影响机理,采用剪切应力输运SST k-ω湍流模型数值模拟了方形四立柱半潜式平台在均匀流作用下的涡激运动特性。分析了平台在0°、15°、30°和45°流向角时的横荡、纵荡和艏摇运动响应,以及流向角对运动幅值和涡激力的影响。研究表明：流向角对运动幅值和涡激力均有较大影响。大多数流向角下,横荡幅值大于纵荡,但仍处于一个数量级,纵荡不可忽略;在系泊刚度系数较小时,艏摇最高可达25°以上,同样不可忽略;此外,还发现与圆柱结构涡激运动不同,方形四立柱平台往往呈现出涡激运动和驰振相结合的特点,这可能与流向角及结构特征有关。在不同流向角下,升力系数和艏摇力矩系数主频率比始终保持为1:1,可以推断艏摇由横荡主导。     

一种新型6自由度运动平台的控制研究

针对一种新型6自由度运动平台的控制问题,提出基于改进型自抗扰控制器的高性能轨迹跟踪控制算法。采用基于运动学的控制方法对6自由度运动平台进行控制研究,利用参考加速度前馈量对常规自抗扰控制器进行改进,在Matlab/Simulink中进行仿真研究,分析经典比例积分微分控制器、常规自抗扰控制器和改进型自抗扰控制器对正弦轨迹的跟踪性能及其对系统参数变化和外部扰动的抑制能力,并构建基于dSPACE的运动控制试验系统。对比仿真和试验结果表明,改进型自抗扰控制器能有效提高轨迹跟踪精度,使新型6自由度运动平台较好地实现给定的目标运动。     

某车型悬置系统共用性的研究

根据动力总成6自由度振动微分方程组,从悬置硬点位置的布置,橡胶刚度确定及能量解耦等方面出发,进行悬置系统共用性的研究。     

摆动活齿传动系统的弹性动力学模型的研究

综合考虑了摆动活齿传动系统的输入轴的弹性、输出轴轴承的弹性及活齿与激波器、内齿圈的啮合弹性等的影响,通过对系统的扭转振动、弯曲振动及其耦合效应的分析,建立了摆动活齿传动系统的动力学模型,给出了系统的多自由度时变系数振动微分方程组.应用矩阵迭代摄动法,对摆动活齿传动系统的固有频率进行了求解和分析.     

基于CFD的半潜式无人艇水平面运动稳定性分析

半潜式无人艇的运动稳定性对航行安全有着重要影响，所以在设计过程中对半潜式无人艇的运动稳定性进行分析，不仅能了解其当前的运动状态，还能为控制系统的调节提供依据。首先分析了运动稳定性理论，提出基于动网格思想的半潜式无人艇水平面运动时水动力导数的计算方法。然后以设计的一种半潜式无人艇为研究对象，建立其水平面运动方程，基于动网格瞬态计算方法和多相流模型进行半潜式无人艇的直(斜)航拖曳试验和悬臂试验的模拟仿真，将仿真计算得到的水动力导数与实验值对比验证了该方法的可行性。最后计算半潜式无人艇的水平面运动稳定性，计算结果表明半潜式无人艇水平面运动稳定性良好，并进行海试验证。海试过程中半潜式无人艇在海上可稳定航行与作业，证明整体的设计达到了运动稳定性条件，满足了自主移动式监测的应用需求，并为半潜式无人艇后续的优化设计及运动控制的研究提供了参考依据。     

一种新型空间微操作平台的设计和性能

设计一种新型的6自由度精密微动平台,并对其静态和动态性能进行分析。利用3对不同方位的柔性铰链设计一种能实现6自由度运动的柔性运动支链,且支链结构设计在同一平面,将2对支链对称放置形成结构紧凑和高强度的微动平台。采用有限元软件ANSYS对平台进行柔度和运动学分析,分析结果表明对称支链1和3能产生Z和Y方向平动和绕X和Y的转动,而对称支链2和4能产生X和Y方向平动和绕Z和Y的转动,所以平台能实现6自由度运动,2对对称支链可以实现运动互补且具有部分运动解耦性。对平台进行灵敏度分析表明输出位移与输入位移为线性关系,平台沿X和Z方向的位移灵敏度相同,绕X和Z方向转角灵敏度相近,但Y方向灵敏度较小,说明平台在Y方向上运动性能不如其他方向的。对平台进行模态分析,从振型可看出其可实现6自由度方向的运动,并分析了在有和无预应力两种情况下的固有频率,两者差值范围为16.8%~33.9%,说明预应力对平台的固有频率有较大影响。     

并联6自由度运动模拟平台的误差分析

位姿误差是影响并联6自由度模拟平台性能的重要因素，文中采用矩阵微分法推导了原始误差与平台位姿误差之间的关系式，基于蒙特卡洛法对平台误差的概率分布进行研究，并分析了平台误差对各种原始误差的敏感度。分析表明6个缸长的误差敏感度最大，其次是上下铰点的z向位置误差。以上研究结果对实际并联6自由度运动模拟台的设计具有参考作用。     

平面光波导精密对准平台运动误差的敏感性分析

在阵列光纤与波导芯片的对准过程中,多自由度精密运动平台的运动精度直接影响其耦合效率。针对此问题,运用多体动力学理论,通过分析运动平台的各项误差源,建立了多自由度精密运动平台的误差模型。采用基于方差的Sobol法对运动平台的各项误差进行敏感性分析,从而得到了各误差参数在敏感方向的影响程度。试验结果与理论分析结果基本吻合,说明该模型具有一定的适用性。该模型可为多自由度精密运动平台的运动精度控制、误差补偿分析以及系统优化设计提供借鉴。