水下夹桩器夹持性能分析及实验研究

水下夹桩器是海洋石油平台导管架安装过程中的重要夹具.为了研究夹桩器的夹持性能,对夹桩器压块材料、压块齿形进行研究,设计并优化了压块的齿形参数,建立了压块齿部与导管桩间接触力学模型.对夹紧力与压块齿部嵌入深度关系的非线性问题,利用LS-DYNA进行了动力分析.依据薄壳弹塑性稳定性理论确定了导管桩不失稳的临界均布夹紧力,给...     

极大似然估计的信息融合方法及其在水下航行器制导中的应用

对基于极大似然估计的数据融合技术进行了理论分析,证明了用多传感器融合估计后的数据较单传感器测量数据方差减小;并把该技术应用于水下航行器制导技术,对其进行了理论分析,提出了一种新的航行器制导技术,最后对该技术应用于航行器制导和目标跟踪技术进行了仿真计算,结果证明了该方法的有效性。     

二齿差摆动活齿传动的构件强度研究

根据二齿差摆动活齿传动的工作原理,对二齿差摆动活齿传动进行了受力分析,得出了二齿差摆动活齿传动中摆动活齿和凸轮激波器接触处的法向变形呈正弦规律分布,推导了该传动中各主要零件——摆动活齿、凸轮激波器、活齿柱销以及内齿圈的作用力的显式计算公式.提出了二齿差摆动活齿传动的强度计算方法.针对二齿差摆动活齿传动主要失效形式,应用弹性力学的赫兹理论研究了二齿差摆动活齿传动中摆动活齿与凸轮激波器啮合副和摆动活齿与内齿圈啮合副的接触疲劳强度计算公式;探讨了二齿差摆动活齿传动中活齿柱销的弯曲强度计算方法,推导了相应的强度计算公式,并给出了计算实例.计算表明所推导的受力计算公式和强度计算公式是正确的.研究结果为二齿差摆动活齿传动的设计提供了理论依据.     

夹桩时预制桩的强度分析

对夹桩时夹桩机构和预制桩的静态受力进行了分析,结论表明：夹桩时预制桩的屈服从与下钳口接触处的内壁开始;预制桩能承受的最大夹桩力随着夹桩钳口与预制桩之间的接触长度、预制桩的外径和壁厚的增大而增大。     

摆动活齿传动的强度研究及计算机辅助设计

通过分析摆动活齿沿着激波器接触点的法向变形呈正弦分布的规律,探讨了偏心圆激波器、活齿柱销、内齿圈齿廓作用于摆动活齿传动关键传动件活齿的作用力及其计算公式,基于弹性力学的赫兹理论研究了活齿与激波器啮合副的接触强度和活齿与内齿圈啮合副的接触强度及基于材料力学研究了活齿柱销的弯曲强度的计算方法,推导了相应的计算公式并应用上述方法和公式对活齿传动进行了计算机辅助设计。     

预应力混凝土管桩后注浆器的研制与应用

针对目前预应力混凝土管桩后注浆器仅能单独实现桩底或桩侧注浆、结构形式不合理等问题,进行了后注浆器的设计与优化,并将研制的后注浆器应用于工程。设计了3种结构形式的注浆器,通过分析将要达到的注浆效果和结构形式,优选结构一进行优化。利用ANSYS有限元分析软件,优化了结构一的配筋率,验算了注浆通道的强度和刚度。通过现场应用表明,研制的注浆器性能稳定可靠,能够显著提高单桩竖向抗压极限承载力,对提高管桩性价比具有很好的效果。相比于其他注浆器,该注浆器首次实现由压力控制桩底—桩侧联合注浆,能够防止浆液回流,确保桩底、桩侧的注浆量。     

远程自主水下航行器建模研究

通过对远程自主水下航行器进行动力学和运动学分析，基于经典的动量和动量矩定理。在地心惯性坐标系下建立了一种适合远程应用的自主水下航行器模型。该模型不仅考虑了地球的曲率，也考虑地球的自转运动，可应用于水下航行器导航与控制系统的一体化仿真及系统精度分析。     

克林贝格准双曲面齿轮齿面建模及接触分析

通过分析克林贝格制Cyclo-palloid摆线齿准双曲面齿轮的齿面展成过程,建立了包括齿根过渡曲面的全齿面模型,并据此生成了轮齿三维模型;针对过去轮齿接触分析(tooth contact analysis,TCA)数学模型未考虑法矢的第3个分量以及接触椭圆的计算需借助于对两配对齿面主曲率和相对曲率的复杂推导,提出了一种改进的TCA模型,避免了TCA结果可能出现的几何上不准确的情况,且对于接触椭圆的计算只需要知道两配对齿面的方程,因而避免了复杂的齿面曲率计算。最后基于此模型,编制了克林根贝格制Cyclo-palloid摆线齿准双曲面齿轮的全齿面生成以及TCA程序,通过与已有实例以及滚检试验结果的对比分析,验证了此方法的可行性,为后续轮齿承载接触分析打下了基础。     

摆动活齿传动内齿圈齿形求解新方法

把齿轮啮合原理应用于摆动活动齿传动分析，计算出了摆动活齿传动中激波器偏心凸轮与活齿的啮合点的坐标，活齿与内齿圈啮合点的坐标，然后求出活齿传动的啮合曲线，内齿圈的齿形曲线，为内齿圈齿形的求解和加工提供了一种新方法，结果表明，理论齿形与实际齿形相符。     

超环面传动的新型结构及其齿形计算

分析了超环面传动的结构及主要技术难点,提出了以圆柱内斜齿轮代替原结构中的环面内齿蜗轮的新型结构,从而降低了加工难度,提出了进行有关齿形计算了方法,其一是实现一种失配的点接触,即以原齿面的法截面齿形沿原齿面的齿线在径向的投影进行拓展所形成的新齿面,其二是沿原齿面某种曲线相切而产生的新齿莆,实现一种修整的线接触,最终形成等螺距斜齿,同时同一两种齿形及其齿面方程,分析了啮合状况,并给出了新型结构连续接触     

高层建筑静压预应力管桩施工初探

对高层桩基采用静力压桩法,依据地质状况、场地条件、最大压桩力、单桩极限承载力、入土深度、桩身强度、打桩顺序、用电量平衡、引孔压桩法等,并结合当地经验综合施工。静载效果分析极限承载力比最终压桩力提高了44%～79%。与钻孔灌注桩经济对比,大吨位管桩节省造价14%。     

一种新型机械手尺寸的最优化设计

建立了夹持力与机构作用拉力之间的关系 ,针对相同夹持力 ,以机构作用的最大拉力最省为寻优目标函数 ,最优化确定夹持器的设计参数。     

新型限力输出保护功能柔性夹钳的设计与参数评估

柔性夹钳因具有微/纳精密操作能力,?常应用于微操作系统中,?但因抓爪无法提供恒定输出力或恒力范围小,?容易造成操作对象的损伤或脱落.根据放大模块与常力模块串联的结构形式,?设计了一种具有常力特性的柔性夹钳.基于伪刚体法,?建立放大模块中桥式机构与杠杆机构的刚度和放大率数学模型,?通过对倾斜导向梁进行分析,?得到常力模块...     

同心双涡旋非接触真空吸盘防旋研究

为解决传统单涡旋吸盘由于内部旋转流场的作用引起被吸工件旋转从而导致非接触吸取失效的问题,提出一种同心双涡旋非接触真空吸盘技术方案,其内、外两个涡旋气腔结构同心但气流旋向相反。内涡旋产生真空提供吸力,外涡旋用于平衡内涡旋对工件产生的摩擦转矩。研究该型吸盘工作参数对被吸工件的摩擦转矩及吸力的作用规律,仿真结果表明：同样的供气压力下,外涡旋气流对被吸工件产生的摩擦转矩略大于内涡旋气流,表明可通过适当减小外涡旋腔的供气压力以达到防旋效果;同等供气流量下,双涡旋吸盘的吸力略小于单涡旋吸盘。分析了双涡旋吸盘关键结构参数对吸力的影响规律并进行了正交实验,得到最优结构参数组。加工制作双涡旋吸盘样机并进行了试验研究,结果表明：同等试验条件下,同心双涡旋非接触真空吸盘的吸力与传统的单涡旋吸盘的吸力基本相当,被吸工件所受的摩擦转矩可减小90%左右,很好地抑制了被吸工件的旋转,提高了真空吸取搬运的稳定性和可靠性。     

内燃机机体噪声特性的数值仿真分析

结合多体动力学仿真技术与有限元法（FEM）和边界元法（BEM）对一台4缸发动机的机体噪声辐射进行了预测.建立了一台4缸4冲程柴油机曲柄连杆系统的多体动力学模型,通过多体动力学仿真的方法,求解出活塞、连杆、曲轴系统在工作过程中对机体的激励.利用有限元法求解出主轴承作用力、活塞侧向力和在燃烧激励作用下的机体振动特性.建立了机体噪声辐射的边界元模型,利用边界元技术对机体的辐射噪声进行了求解.并根据仿真分析的结果对机体的外声场的噪声特性进行了研究.研究表明,机体裙部的刚度是影响内燃机噪声辐射的重要原因.     

基坑底部土体裙边加固模型试验与数值模拟研究

为研究基坑底部土体裙边加固对基坑变形和内力的影响,分别对未进行坑底加固和采用坑底裙边加固2种工况进行模型试验。在填土过程中预先浇筑加固土体,实现坑底土体加固。在基坑开挖过程中对地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力进行监测。用有限元软件Abaqus对模型试验进行拓展,将基坑变形的计算结果进行极差分析。研究表明,对坑底土体采用裙边加固,可以有效地减小支护结构的侧向位移;坑顶地表沉降虽有减小,但效果不明显;桩身弯矩略小于未进行坑底加固的工况;土体开挖,桩随着坑底下某一点发生转动,造成桩上半部分土压力减小,桩底处土压力增大;裙边加固尺寸中深度相较于宽度对基坑的变形影响更大;土体加固深度与宽度超过一定范围,控制基坑变形的效果有所提高但不明显,加固深度宜取0.3~0.4倍的开挖深度,宽度宜取0.35~0.45倍的开挖深度。     

水下作业机械灵巧手接触力控制方案的研究

基于水下精细作业任务需求,阐述了手爪关节驱动形式的选择过程,满足水下作业灵巧手体积小、效率高、负荷大、结构相对简单的要求．并在此基础上,探讨了接触力控制液压回路设计的基本思路,双闭环接触力控制系统的工作原理．为了精确地控制手指与目标间接触力,液压伺服单元选用Moog公司的D633系列伺服阀,实现接触力连续控制．     

矿粉料在桩底压浆的钻孔灌注柱中的应用

钻孔灌注桩后压浆法是在钻孔灌注桩成桩后,将浆料通过导管和设备压入桩底的方法.为改善或根除成孔时形成的泥皮和孔底沉渣引起的桩底承载力不良现象,恢复并提高被扰动和软化的土体强度,尝试采用掺加矿粉的水泥浆,并对掺合后的压浆方法和应用效果进行分析和探讨.结果表明:该浆液各项性能均满足需要,且注浆效果好.     

材料填充对滤波减速器啮合力与润滑特性的影响

为提高滤波减速器寿命,设计在齿上开槽,并在槽内填充紫铜、硬铝合金、尼龙1010、丁晴橡胶的新型结构。建立了滤波减速器在不同位置啮合的有限元模型,计算了不同填充材料齿轮在不同啮合位置的啮合力。在此基础上建立了考虑齿面粗糙度的滤波减速器混合润滑模型,分析了转速对不同填充材料滤波减速器润滑特性的影响。有限元模型计算结果表明：材料填充可以增加滤波减速器轮齿啮合对数,有效减小啮合力,齿面最大接触力随着填充材料弹性模量的减小而减小。润滑计算结果表明,材料填充可以增大齿面间平均油膜厚度,有效提高滤波减速器润滑性能。在转速小于1 500 r/min时,通过材料填充可以降低接触面积比,转速大于1 500 r/min时,材料填充对接触面积比的影响不明显;在啮入啮出点时,转速大于1 500 r/min时,材料填充可以降低滤波减速器齿面最大接触应力,转速小于1 500 r/min时,最大接触应力随填充材料弹性模量的变化规律不明显;节点啮合时,丁晴橡胶和尼龙1010可以显著降低齿面最大接触应力。