载人潜水器的深海地貌线结构光三维重建

针对深海环境下通过视觉方法难以实现地貌的大范围、高精度三维重建的问题,提出一种基于蛟龙号载人潜水器的线结构光法深海地貌三维重建视觉传感器的设计方案。根据线结构光三维重建的原理,首先改进了Steger算法,实现了快速、精准的激光条纹中心线提取;然后利用直接标定法求解出地形特征的二维空间坐标,并克服了图像畸变对重建的影响;再将获得的二维点云与多传感器数据融合,跟随潜水器坐标实时计算偏移量,并根据传感器位姿变化对图像矫正,最终获得地貌的三维点云数据。根据重建原理设计了视觉传感器的软硬件系统,并搭建了实验模拟平台来验证方案的可行性。通过水下实验可以实现对模拟地貌的完整重建,精度达到96.9%,符合重建要求。     

基于Abaqus软件的轮胎有限元模型建立及仿真分析

基于Abaqus软件建立轮胎有限元模型,对305/75R24. 5全钢载重子午线轮胎的充气外缘尺寸、胎肩应力分布、带束层应力分布、胎圈与轮辋接触应力分布进行预测分析。有限元仿真结果表明:轮胎的充气外缘尺寸符合国家标准要求,静负荷状态下沉率满足轮胎的整体刚度要求;胎肩应力最大处位于3~#带束层端部;在充气和静负荷状态下,2~#带束层的应力均小于3~#带束层;胎圈与轮辋过盈配合处及其周围应力较大。     

用Workbench对深海电机密封圈进行有限元分析

用Workbench建立深海电机密封圈的有限元模型,计算密封圈在安装和工作过程中的受力和变形情况。结果表明:安装过程中密封圈所受应力先增大后减小,壳体移动距离为0.17mm时,密封圈在Y方向所受应力最大;随着壳体继续运动,密封圈所受应力逐渐减小;当壳体移动距离为0.86mm时,密封圈所受应力几乎不再变化;密封圈在X方向所受应力可表示预紧力,电机正常工作时密封圈所受最大应力大于安装时的预紧力,可以保证电机正常工作。     

基于DPHP理论的海洋沉积物热导率检测系统的研究

为了高效精确地对海洋沉积物热导率进行探测,对热脉冲双探针测量理论-DPHP(dual-probe heat-pulse measurement theory)理论,以及基于该理论的测量系统的设计和检测技术进行了深入地研究.在此基础上,设计了一种方便灵活的微型热导率原位测量探头,该探头直径仅为2.5 cm,长20 cm.经过在实验室验证,其平均测量速度 40 s,热导率精度可以达到 0.05.测量速度和精度有了较大提高.     

高精度海底沉积物四点电极电阻率探针研究

海底沉积物的电阻率是现代海洋地球物理探测的重要参数。针对海底沉积物电阻率高精度测量的难点,对环形Wenner排列四点电极电阻率测量技术进行研究。利用有限元方法在有限空间柱状样内对该探针电极产生的电场强度进行仿真,并进一步实现了探针结构的优化。然后将现有文献中的电极配置因子进行了校正,以使其适用于非理想点电极且沉积物样品为有限空间时的情况。最后利用该探针进行标准KCl溶液的电导率测量实验,用以进一步验证该探针的测量精度。实验证明该技术操作方便,实用可靠,其测量相对误差小于1％。     

海洋沉积物多参数原位探测微探针研究

为了提高海洋沉积物孔隙度、电阻率和地温梯度原位测量的精度与速度,对微探针孔隙度电阻法测量原理、电阻率测量技术及其影响因素进行了研究,在此基础上,设计了一种采用MEMS加速度传感器进行贯入阻力、姿态测量,运用微珠型NTC热敏电阻进行温度校正及地温梯度测量,采用温纳排列进行电阻率测量的多参数贯入式原位探测微探针。该探针结构简单、体积小,直径不大于20mm;探测速度快。室内实验数据表明,其温度测量误差小于5mK,电导率测量相对误差小于1.2%,孔隙度测量误差小于5%,稳定可靠,操作便捷,具有较高的应用推广价值。     

用于阀芯类零件去毛刺的磁极板优化设计与实验研究

目的 为解决阀芯类零件节流边毛刺去除不均匀和效率低下的问题,对磁极板尺寸和曲率进行规律性研究和实验验证。方法 首先,用Maxwell仿真软件对磁极板的各个参数进行规律性仿真,得出合适的磁极板尺寸;其次,为提高加工区域的磁感应强度值,设计了曲面磁极板,并对其相关参数进行仿真;最后对优化后的装置进行磁感应强度测试,并使用液体磁性磨具对45钢和阀芯棱边毛刺进行去除实验。结果 根据仿真结果发现,磁极板长度比工件大20 mm时,工件轴向磁场分布最均匀,磁极板厚度对磁场影响较小,磁极板宽度应根据加工间隙进行选择。曲面磁极板可以加强加工区域的磁感应强度值,曲率半径越小,加工区域获得的磁感应强度值越大,其中半圆形磁极板效果最佳。对装置的磁感应强度测试也表明,将工件置于磁场中后,其表面磁感应强度值最高达600 mT左右,满足加工需求。最后通过加工实验发现,在转速为500 r/min的条件下,阀芯节流边的毛刺去除效果理想,且轴向加工均匀。结论 该装置可以对阀芯这类导磁性回转类零件产生良好的加工效果。     

基于振动测试的载人潜水器结构损伤识别技术

针对大深度载人潜水器复杂结构系统在甲板上带载情况下进行快速损伤识别的技术难点,将振动测试的方法引入到载人潜水器的结构损伤识别中,提出了一种用于载人潜水器结构损伤识别的快速评估方法。利用离散二进小波变换对振动响应信号中叠加的模态信息进行分离,然后通过小波包变换得到能量值,结合两者定义了损伤联合评估方法的损伤指标。结果表明,使用该联合评估方法能够有效地识别载人潜水器结构中损伤部位与无损部位的差异,能够将该损伤评估方法应用于深海运载装备中。     

大深度载人潜水器液压系统故障分析及改进措施研究

大深度载人潜水器是海洋资源开发的关键工具,而液压系统是载人潜水器深海作业的重要动力源。在对“蛟龙”号载人潜水器深海作业中液压系统的故障分析基础上,提出了液压系统电气控制独立分离方案以及阀箱油路改进措施,解决了分系统控制故障叠加及阀箱内泄漏的重大问题。实践证明,该方案能够有效减少潜水器液压系统故障,增加载人潜水器深海作业的稳定性及可靠性。对备航维护、海底作业、日常检查等提出了注意事项,并对大深度载人潜水器液压系统的故障分析做了展望。     

“蛟龙号”A架液压系统模糊故障树分析理论研究

为实现"蛟龙号"水面支持液压系统故障准确及时的诊断及排除,引入故障树分析方法理论,结合已有的模糊集合法和可能性基础,提出了一种基于梯形模糊数算术运算的液压系统故障树分析策略,并结合实际操作经验获得顶事件的故障可能性概率和各底事件的模糊重要度,综合利用定量概率值、专家经验判断、可靠性大数据等获得了较为精确的故障区间结果,最后对该结果进行了功能载荷试验验证。经过验证,故障结果区间能够较为准确地反映故障问题,为"蛟龙号"载人潜水器水面支持系统的故障分析提供了较好的理论指导和应用借鉴。