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。     

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。     

三用拖轮为半潜式平台抛起锚作业中有关稳性的探讨

在三用拖轮的营运操作过程中,如果所采用的三用拖轮为半潜式平台服务,那么在完成供应作业、拖航作业以及驳船抛起锚作业时,对稳性必然存在较高要求.但在实际的半潜式平台抛起锚作业中,在稳性方面存在诸多影响因素.如果工作人员所采用的应对措施不得当,极有可能遇到安全方面的威胁.为此,本文分别针对半潜式平台抛起锚作业中有关稳性的影响...     

基于嵌入式处理器和LabVIEW的小型无人艇控制系统设计与实验研究

为提升小型无人艇控制系统的系统集成度和自主控制能力,设计开发了一种基于STM32F103T8U6嵌入式微处理器和LabVIEW仿真软件的小型无人艇集成控制系统。文中详细阐述了该集成控制系统的硬件总体框架、各模块的详细电路设计、软件算法工作流程,在Matlab/Simulink工具箱中进行了无人艇的运动控制算法仿真实验,利用LabVIEW以及Keil uVis ion进行了小型无人艇的半实物仿真实验,确保系统设计的可行性和实际工作的可靠性。实验结果表明,所设计的小型无人艇控制系统可以实现无人艇的运动控制目标,实现了设计要求。     

分体坐底自升式平台结构的设计与稳性分析

提出了一种新型自升式分体平台,进行了平台结构设计,分析了平台的稳定性,计算结果表明分体坐底自升式平台在拖航状态、沉浮状态、着底状态是安全的。     

半潜式平台压载控制系统设计

压载控制系统是半潜式平台的一个重要组成部分,通过控制和监测半潜式平台在装载和卸载过程中压载水量的变化,进而保证半潜式平台的稳性,对于保障平台的安全性和提高调载工作效率方面具有重要的作用.介绍了一种以WinCC组态软件和PLC为核心控制器的压载控制系统,集数据采集、数据处理、设备操作和上位机界面监测于一体,通过上位机与下位机的信号传输,实现阀门的自动控制.相比于传统的人工操作阀门的方法,压载控制系统的应用可以大大节省人力以及时间成本,提高压载效率.通过相关调载试验表明,下位机程序运行稳定,上位机呈现的画面直观明了,具有良好的人机交互性.     

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。     

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。     

半潜式平台井架结构疲劳特性分析

针对半潜式平台井架在连续起下钻的工况,建立了井架疲劳分析模型。利用有限元分析软件ABAQUS数值模拟了井架的工作过程,获得了应力场的分布特性,并以此为基础结合疲劳累积损伤理论利用fe-safe软件读取井架应力结果进行疲劳寿命分析。结果表明:井架二层台附近立柱的应力集中处寿命较低,4个立柱顶端的寿命也相对较低,这些区域均为高应力区域;在疲劳破坏情况下,井架没有明显的塑性变形和载荷的重新分配,井架研究结果与实际寿命情况吻合较好。     

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。     

以频率为目标的加筋平板结构优化设计研究

以加筋平板结构的多阶模态频率达到指定值为优化目标,探讨结构的优化设计方法。提出一种双向渐进结构拓扑优化法结合尺寸优化方法的结构频率优化设计的改进方法。该方法采用具有规则格栅骨架的加筋平板结构优化模型,以骨架中的梁为结构修改基本单位,以梁敏度计算为基础。实现以频率为目标函数、以体积为约束,并结合敏度再分配策略的结构优化设计。最后,运用尺寸优化方法对优化结果进行后续详细设计。经加筋平板结构频率优化设计算例证明,该方法能满足结构的多阶模态频率优化要求;同时优化结果不存在一般拓扑优化的不规则结构问题,抑制局部模态的产生,对飞机风洞颤振实验模型的设计具有借鉴意义。     

薄壁覆盖件的结构优化设计

研究了薄壁覆盖件结构优化设计中的一些关键技术,包括薄壁覆盖件的结构有限分析、优化方法选择、敏度结构重分析,选择了序列二次规划法用于结构优化问题,睡敛效果较好 。以汽车车身为例,对其进行了结构优化设计,计算结果适用,所编制的软件（ＯＰＴＳＨＥＥＴ）使用方便可靠。     

三向压电式车削测力仪结构的优化设计

YDC-Ⅲ87型刀杆式三向测力仪不仅具备一般压电测力仪的高刚度、高固有频率等优良的动态性能,而且具有结构简单、性能可靠价格全家等优点。本文从理论与实践两方面介绍了测力仪的动态参数设计和背景性环结构的优化设计,并简要介绍经优化后的测力仪静态与动态性能的温度效应实验。     

超空泡水下航行器壳体结构形式优化设计分析

针对超空泡水下航行器壳体尾部受到空泡壁面冲击作用的特点,建立超空泡水下航行器壳体有限元模型,对航行器壳体结构进行谐响应分析,并比较普通圆柱壳体与渐缩壳体、环向加肋壳体以及双层壳体的性能.对四种壳体形式的优化计算表明,环向加肋壳体在满足位移和应力约束条件下的最小质量仅为4.152 kg,为较优的壳体形式;双层壳体优化得到的最小质量为7.228 kg,在超空泡水下航行器结构设计中具有潜在的发展优势.     

基于OptiStruct的摩托车车架结构优化

应用Hypermesh软件建立摩托车车架有限元模型,模拟摩托车三种常见工况,对车架的强度和模态进行有限元分析,并在此基础上,以车架主要构件截面厚度为设计变量,车架强度和模态为约束条件,车架质量为优化目标,通过OptiStruct对车架结构进行优化设计。优化后车架质量减轻了14.41%,车架结构强度与动态特性明显改善,并进行物理试验验证其准确性。     

结构可靠性设计的Bayes及Fiducial模式

本文对结构强度及载荷变差系数分别未知的情况,推导了共轭型先验分布时结构可靠性安全系数的Bayes精确限,它由广义非中心t分布的非线性方程给出。当取无信息先验分布时,安全系数的Bayes限与Fiducial限相等。据此已算出了结构可靠性设计的安全系数上限数表。同时,还推导了强度及载荷变差系数均未知时,安全系数上限满足的积分方程。     

振动试验夹具结构动态设计及试验验证

针对传统振动试验夹具结构动态设计主要依靠经验及公式粗略计算的不足,通过构建某夹具的3维有限元模型,利用模态分析对夹具固有频率、低阶振型进行预测,对不满足要求的夹具进行改进。利用随机振动分析从固有频率、振动放大因子、正交运动范围、各固定点间振动量值差别4个方面对改进后的夹具进行仿真计算,并与试验结果对比,验证仿真结果的可靠性,判断夹具设计满足振动试验要求。     

公理设计过程中耦合设计问题的结构化分析方法

现有的公理设计是建立在满足独立公理的基础上的,它没有提供分析和处理耦合设计的方法。然而在产品设计尤其是复杂产品设计过程中,耦合设计经常会不可避免地出现。针对公理设计过程中出现的耦合设计问题, 提出了一种结构化的耦合设计分析方法,旨在为在功能要求不独立的情况下完成产品设计提供有效解决方案。首先利用分解操作识别独立的功能要求以及耦合功能集;然后采用决策分析方法中的两两比较方法并基于三角模糊数对功能耦合程度进行度量;在此基础上通过解耦和割裂操作对耦合功能进行规划,确定各耦合功能的实现顺序; 最后对耦合设计方案进行耦合性分析,计算耦合度指标,为耦合设计方案的耦合性评价及其选择提供依据。结合卧式壳管式冷凝器产品的设计实例,对耦合设计分析方法进行了说明和验证。     

用拓扑优化方法进行热传导散热体的结构优化设计

分析了拓扑优化中的材料密度方法和优化准则数值求解算法,将结构力学中的拓扑优化方法应用到热传导结构的优化设计中,建立了热传导结构的拓扑优化数学模型,以设计具有最佳散热效果情况下的结构拓扑分布,为传热体的结构优化设计提供了一种有效的新思路和方法。     

大型飞机加筋壁板结构稳定性设计分析方法研究

大型飞机机翼上壁板、翼梁腹板等可达上百平方米,开展其结构承载稳定性设计与精细分析工作,对于结构的承载安全性、寿命以及重量优化等具有重要工程意义.文中提出一套基于准三维参数化有限元分析建模、正交试验设计与非线性数值计算相结合的设计分析方法,可有效解决精细设计论证工作中的难点,并获得结构参数对结构承载稳定性的敏感性以及初步的优化设计方案.算例表明文中建模方法与非线性数值分析的必要性.