深海原位保压取样装置设计及性能研究

针对深海浮游生物的取样需求,设计了一种高通量的深海压力补偿取样装置,装置包括深海泵总成、自适应压力平衡过滤取样装置、压力补偿装置以及检测控制系统等。仿真分析了硬度90 HA的O形密封圈,在安装压缩率22%、60 MPa的密封环境下的密封压力69.2 MPa,满足密封需求;通过磁力扭矩实验发现,扭矩0.2 N·m时密封舱壁厚7 mm,满足传动及耐压性能的要求;60 MPa高压舱试验中深海泵总成的耐压、密封性能良好;建立了取样装置的压力补偿物理模型。仿真研究表明,公称体积1 L、壁厚25 mm、预充压力25 MPa的囊式蓄能器,在6000 m深海取样的计算中,温度的变化使取样系统有8.75%的压力增加,材料变形引起的压力损失约为0.4%,温度变化对保压效果的影响较大,为确保样品的原位特性,在保压回路中增设溢流阀,并配备样品储运冰箱。     

深海生物幼体液压驱动取样器设计

针对传统深海生物幼体取样器无法保压、无法多层尤其是近底层取样的难题,该文设计了一套液压驱动的取样器,介绍了取样器的结构和工作原理。对取样器样机进行了实验室试验和深海试验研究,结果表明,取样器具有良好的取样和保压能力。     

蓄能器对高精密液压系统保压精度影响的研究

为研究蓄能器对高精密液压系统保压精度的影响,应用功率键合图建立了高精密液压系统的等效数学模型,并在AMESim软件中建立高精密液压系统的仿真模型,以蓄能器的预充氮气压力为变量进行仿真分析。通过仿真分析,得到高精密液压系统输出端的压力变化,并与实验室试验结果进行对比,验证仿真模型的正确性。通过研究确认,蓄能器的预充氮气压力能显著影响高精密液压系统的保压精度,合理的预充氮气压力能有效吸收外部负载振动,为高精密液压系统的设计与优化提供参考。     

全海深宏生物保压采样-培养系统设计与实验研究

提出了一种新型的全海深(作业水深11000 m)宏生物保压采样-培养系统的设计方法。该系统能够实现全海深环境下宏生物保压采样,同时满足实验室无压降转移和原位培养。详细介绍了全海深宏生物保压-培养系统的基本结构及工作原理,对全海深宏生物保压采样-培养系统进行了设计与分析。利用研制的全海深宏生物保压采样器工程样机开展了全海深宏生物保压采样器保压性能和样品转移试验。试验结果表明,全海深宏生物保压采样器能够承载127 MPa的压力,压力越大,采样器保压性能越好,且在超高压环境下实现了无压降转移,为深渊海底科学研究提供了高质量的宏生物保压样品。     

深海保真取样器研究及其虚拟样机实现

为了解决现有的取样器不能保真取样、无过滤浓缩过程、取样效率低的缺陷,设计了一种供潜器使用,可以在深海指定水深处无污染、无压力突变地采集、浓缩海水中悬浮颗粒物和浮游生物的取样器。采用计算机模拟和实验相结合的研究方法,依托于多种高性能的仿真软件ADAMS以及ANSYS,构建一个虚拟样机仿真平台,快速建立包括机械系统、液压系统、控制系统在内的复杂机械系统虚拟样机,对取样器进行深入的仿真分析与研究,以达到优化设计和正确评估的目的。     

全海深沉积物气密取样器分析与试验研究

为了满足全海深深渊海底科学研究对高品质全海深深渊海底沉积物保压样品的需求,设计了一套符合全海深载人潜水器作业机械手海底作业操控的具有保压功能的机械手持式全海深沉积物气密取样器。对该气密取样器的保压容器和压力补偿装置等关键零部件进行了分析计算并进行了全海深压力环境下的有限元仿真分析。结果表明：气密取样器的应力和应变随着所加压力的增大而增大,最大应力与应变出现在端盖与筒体封口密封位置处,方形挡栓与保压筒端盖接触位置应力、应变很小,密封性能好。最后,进行了全海深沉积物气密取样器内压试验和与机械手协同适配性试验,试验结果验证了该气密取样器保压性能的可行性和与机械手的适配性。     

深海生物原位保温保压装置设计方案研究

针对潜水器采集的宏生物等深海生物从采集到转移过程中无法满足原位保真的技术现状,通过舷外充油半导体制冷片组主动控温,耐压壳外串联常压储水箱泄压与高压氮气瓶补压实现装置上浮和下潜过程的原位压力维持,完成了基于潜水器搭载的深海生物原位保温保压装置的技术方案,对该装置的耐压球壳及舱口盖盖板进行了设计计算,并对装置功能及各系统的工作原理进行了介绍。研究结果表明：深海生物原位保温保压装置通过耐压壳体内样品存储,结合舱口盖的自动启闭,并通过主动控温及原位压力维持的技术途径是切实可行的。     

深海装备压力补偿器及测试系统的设计

介绍了液压驱动的深海作业装备的具体工况,分析了深海作业装备要求液压系统进行压力补偿的特殊原因,对设计的滚动橡胶膜片式压力补偿器进行了受力分析,得出了影响补偿器压力稳定的因素,在理论分析的基础上对滚动橡胶膜片式压力补偿器进行了详细设计,阐述了该压力补偿器的机械结构、密封结构及工作机理,并介绍了压力补偿器应用母体之一的水下机器人;针对压力补偿器设计了配套的试验测试系统,该测试系统能够满足压力补偿器的保压测试、功能性测试等常规试验。     

一种深海原位激光修复用气体流量控制阀设计与分析

深海原位激光修复可以实现重大深海设施的原位增材修复，具有重要的战略意义与广阔的应用前景。在分析深海原位激光修复用送粉系统工作原理的基础上，设计了一种水深自适应气体流量控制阀。通过海水压力的反馈与弹簧压缩量的调整，实现节流模块阀口压差的稳定控制，保证气体流量稳定；通过可变开度的节流模块，实现气体流量的连续调节。首先，对水深自适应气体流量控制阀的结构及工作原理进行详细设计；接着，对流量控制阀的减压模块阀芯进行静力平衡建模，揭示气体压力调节机制。对节流模块的阀口流量进行建模，说明流量调控原理；最后，开展仿真分析，研究水深自适应气体流量控制阀在激光熔覆过程中气体流量控制的稳定性以及气体流量的调控效果。开展流量控制阀在海水环境压力小范围变化与大范围变化时，气体流量变化的仿真分析。研究结果表明，设计的流量控制阀可以实现流量的连续稳定控制，在深海原位激光修复用送粉系统中具有明显的应用前景。     

液压技术在一种深海勘探设备中的应用

简要说明了一种新型深海沉积物取样器的结构、工作原理,着重介绍其关键的保压技术。通过样机试验,表明它的保压效果良好。     

油源动态特性及伺服阀前蓄能器对轧机控制精度影响的实验研究

在实验的基础上,对油源动态特性与电液控制系统控制精度间的关系展开实验研究,得出了负载变动与油源压力波动之间的耦合规律,并对阀前蓄能器进行不同初始充气压力和不同初始容积的负载实验,得出其初始充气压力和初始容积的影响规律,为根据系统控制精度要求选择充气压力和初始容积提供实践参考。
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谈谈蓄能器的充气

该文指出了气体加载式蓄能器预充气体一般使用氮气,蓄能器充气压力大小应根据使用情况的不同分别确定,又给出了在不同充气压力要求下的充气方法,还指出了充气操作时注意事项,最后就定周期检查蓄能器充气压力给出了简单方法。     

辅助蓄能器式电液动力助力转向系统节能优化及仿真分析

针对某A型纯电动客车的常流式电液动力助力转向(Elecho Hydraulic Power Steering,EHPS)系统,为了克服非转向工况下系统能量浪费较大的问题,提出了一种辅助蓄能器式EHPS系统的技术方案.阐述该系统的工作原理、工作特点和优势;基于MATLAB/Simulink和AMESim建立系统仿真模型,...     

高低压蓄能器在回转泵控液压系统中应用及仿真

为了提高挖掘机回转系统的运行稳定性,通过引入高低压蓄能器的方式提出了一种回转泵控液压系统,通过相互协同的方式来实现泵控过程,并在Simulink 平台开展了仿真分析。结果表明:单蓄能器和双蓄能器在各运动阶段和泵输出功率基本一致,形成了相同的能量释放与保持特性。相对于单蓄能器,双蓄能器回转系统缩短了约0.5 s的制动时间。高压蓄能器形成较小的油液充放范围,但能够达到较高压力,同时低压蓄能器起到弥补高压蓄能器体积偏小问题。减速制动时,高压蓄能器升高到最大压力后高低压蓄能器开始回收能量,可以更加高效回收能量,显著缩短制动时间。该系统的液压系统设计具有能量回收以及系统自动补油的功能,表现出很好的节能高效性能,对提高挖掘机液压系统运行效率具有一定的理论意义。     

基于AMESim的剪板机液压系统动态性能分析

为了提高剪板机的主动安全性,改善剪板机液压系统的动态性能,在介绍剪板机液压系统工作原理的基础上,AMESim模式下建立了剪板机液压系统的仿真模型。重点研究了插装阀阻尼孔直径和蓄能器预充压力对剪板机主液压缸和压料缸动作性能的影响,以及为了使压料缸的压紧力可控,在压料缸和油泵之间加入一个定值输出减压阀。仿真结果对剪板机液压系统的改进具有一定的指导作用。     

利用单吸气储液器改善双缸压缩机的声学性能

压缩机是空调的主要噪声源之一,对其声学性能进行研究和改善很有必要。通过基于有限体积法的数值模拟得到了压缩机储液器内湍流压力脉动特性。由于旋转活塞的影响,靠近压缩机吸气入口压力脉动最剧烈,沿着竖管至储液器腔体逐渐减弱。充分利用了两根竖管内流体相位差180º的特点,将双管吸气改为带有两个旁支的单吸气储液器。数值计算表明单吸气储液器内压力脉动明显削弱,声学试验表明单吸气压缩机总声压级降低了约1.2dB(A),验证了数值计算结果和理论分析的正确性。     

基于AMESim的钻柱补偿装置仿真及控制方法研究

以提高现有钻柱补偿装置的补偿性能为目的,研究钻柱动力学模型,在AMESim软件平台上搭建钻柱补偿装置系统模型,开展对钻井深度、海况、气瓶组容积、伺服阀前蓄能器4个补偿性能影响关键因子的研究。分析位置反馈、速度反馈和加速度反馈3种反馈型PID控制方法的特点,并对波浪预测和波浪跟随控制方法进行研究。仿真分析表明：主被动联合补偿可有效降低钻压波动,加入升沉预测的位置反馈控制方法对于提高补偿性能有明显的效果。研究结果可对钻柱补偿装置的设计和控制优化提供一定的指导意义。     

建压曲线判定电液伺服机构排气充分程度的方法

提出由建压曲线判定电液伺服机构排气充分程度的方法,建立系统压力数学模型,进行仿真分析和试验验证,确定某型电液伺服机构排气充分的判据,即启机后系统压力达到蓄能器充气压力时间不大于0.073 s.此方法不用新增测量器件,仅依靠现有生产测试仪即可实现,方便易用.     

新型复式皮囊蓄能器动态性能分析

为改进皮囊蓄能器的动态性能, 提高其抑制液压流量脉动噪声及缓和负载变化压力冲击能力, 介绍了新型复式皮囊蓄能器的设计原理。从黏弹性力学出发, 建立了复式蓄能器动态性能方程组, 仿真分析新型蓄能器和旧式单皮囊蓄能器系统动态性能的差异。基于推导的广义Maxwell力学模型, 分析了新型动态系统的性能与其内部参数的联系。计算表明, 在低频及等温情况下, 新型复式蓄能器比旧式蓄能器能更好地吸收压力脉动和缓和压力冲击;新型蓄能器的复式结构提供更多可调节的内部参数, 也为提高液压系统工作性能准备了物质条件。