考虑流固耦合的Spar型浮式风力机涡激运动特性研究

对弹性支撑单圆柱在均匀流作用下的涡激运动特性进行数值模拟,捕捉到"锁定区"、"拍"、"频率变换"等现象。柱体周围流场采用Fluent求解,将4阶Runge-Kutta方法代码写入用户自定义函数(UDF)求解运动微分方程,运用动网格技术更新流场,实现圆柱与流场的非线性耦合作用。发现随着折合速度的增大,涡激运动响应可分为锁定前支、锁定区、锁定后支3个阶段,在进入锁定区前(折合速度Ur=3)横向运动响应发生拍现象,当跨过锁定区后(折合速度Ur=10)发生频率变换现象。结果表明,横向涡激运动有较大范围的频率锁定现象,频率解锁前后圆柱涡激运动轨迹由"右8字"形变换为"左8字"形。     

果蔬采摘欠驱动灵巧机械手的设计

欠驱动机构是指驱动器数目少于机构本身自由度数目的机构。为了实现果蔬的无损采摘,通过理论分析、指端结构设计、传动机构设计和驱动机构设计与建模仿真,设计出一种灵活性高、结构简单的果蔬采摘欠驱动灵巧机械手。该机械手抓取物体时具有形状自适应能力,可完全包络物体实现无损采摘,且体积小、成本低,能够适应农业采摘自动化技术的推广。     

基于频率响应函数的海洋平台结构损伤检测

结构的损伤会引起结构频率响应函数的变化,对于导管架式海洋平台,考虑在不同位置、发生不同程度的损伤、发生多处损伤以及噪声影响时,通过用数值计算方法,利用结构频率响应函数的变化可以预测平台下部结构中构件的损伤。这种方法可对断裂构件进行初步定位;还可能判断多处损伤的存在;在10%随机噪声的情况下,仍可以判断平台下部构件的断裂损伤。     

后服役期导管架式海洋平台的极限承载力分析

以渤海埕岛海域一座四桩腿后服役期导管架式海洋平台为例,对平台在无缺陷、腐蚀损伤和构件断裂等几种情况做了极限承载力的非线性分析,得出以下结论:(1)腐蚀使后服役期平台的强度储备系数明显下降;(2)不同方向的载荷对平台承载力产生不同的作用,在沿Y轴方向载荷作用下,平台的极限承载能力最小;(3)极限冰载荷的作用要比波浪流的作用对平台的危害更大;(4)撑杆断裂使平台的极限承载力明显下降,而且斜撑杆断裂对承载能力的影响比水平撑杆断裂的影响大。     

震击器解卡过程的动力学分析

文章运用弹性波理论与动力学分析相结合的方法研究震击器解卡动力学过程，提出利用震击力和震击冲量来衡量震击器解卡效果。用有限元法对直井中的震击解卡作业过程进行计算，分析上提拉力、落鱼深度、钻铤长度、震击器安放位置、震击行程大小和落鱼遇卡程度等各种因素对震击器解卡效果的影响，所得的结果能更好地解释现场震击作业中的一些现象，对震击器的工程实际应用与设计有重要的参考价值。     

石墨烯导电防腐涂料的制备和性能评价研究

目的 制备一种石墨烯基导电防腐涂料,评价和分析涂料的长效防腐机理和导电机制。 方法 以环氧树脂为主要成膜物质,通过导电填料和防腐填料搭配并配方优化,制备新型石墨烯导电防腐涂料。通过基本性能的检测、电化学工作站测试、中性盐雾实验、实地埋样试验及大电流冲击实验,探究导电防腐涂层的防腐机理和失效衍化过程,并考察涂层的电气性能。结果 制备的导电防腐涂料不仅基本性能（附着力、耐冲击性及涂层结合强度）优异,还具有优异的耐水、耐中性盐雾和耐化学品性,经盐雾实验1500 h测试后,涂层完整且湿附着力仍表现良好。电化学系统测试表明,在3.5%NaCl溶液中浸泡60 d后,涂层仍具有较好的防护性能。涂层的体积电阻率和表面接触电阻分别为0.21 Ω×cm和6.32 Ω×cm2。经5 kA大电流冲击试验5次后,未发现涂层开裂、剥落和烧毁等情况,表明若干次大电流冲击对导电防腐涂层无明显影响。 结论 该配方的导电防腐涂料具有较好的耐蚀性及电气性能。     

海运九号试油船燃烧臂结构的强度分析

试油船燃烧臂的结构设计通常采用船用吊机的设计方法,所设计的结构过于保守,使得结构质量偏大。文章通过数值模拟,针对不同的工况,计算了胜利油田海运九号石油工程船燃烧臂结构的应力与变形,分析了燃烧臂各部分的最大弯曲应力。对燃烧臂底座进行了弯曲强度、剪切强度及抗挤压强度的校核。计算结果可以对燃烧臂及其底座的设计与优化提供重要的参考依据。     

导管架平台桩腿工作台的自锁固定装置

在导管架海洋平台打桩施工中,要不断地进行桩腿与已经打入的桩腿对接焊接,需要在桩腿周围建造工作台,现行的做法是在桩腿下方水平面内焊接4根钢筋作为支撑点,待2段桩腿焊接工作完成后切割钢筋,移开工作台,施工极为不便。为此,设计了1个沿桩腿上下移动的工作台,工作台下设1个沿桩腿移动的夹紧装置。该装置利用机械自锁原理,不需要电力驱动或液压驱动。对自锁装置进行了结构设计,并利用有限元方法对棘爪进行了强度校核。该自锁固定装置的应用可以明显缩短海上打桩的施工周期,节约施工成本。     

Spar型浮式风力机涡激运动特性及其抑制研究

为减轻涡激运动对系泊结构的疲劳破坏,提出一种波纹柱体结构,探讨其涡激运动特性及抑制机理。结构与流体的非线性耦合作用通过用户自定义函数（UDF）和动网格技术实现,运动微分方程采用四阶龙格-库塔法求解。研究发现,波纹柱体与裸圆柱结构的涡激运动特性明显不同。裸圆柱随折合速度的增加呈明显的锁定特性,而波纹柱体结构的涡激响应特性与波纹高度Hw/D相关。当波纹高度Hw/D=0.01和0.05时亦会发生锁定现象,但锁定区间较裸圆柱小,当波纹高度Hw/D=0.02~0.04时结构不再发生锁定问题。结果表明,波纹结构对柱体的涡激运动有明显抑制作用。     

一座海洋平台改造的强度分析

对一座海洋平台改造前和改造后各种工况进行了结构强度计算．对摩擦桩与平台主体之间的不同连接方式进行比较，分析了考虑风冰载荷下发生桩靴滑移时桩腿的应力变化情况。为该平台的改造与工作状态下的强度安全评估提供了重要的参考。