海洋工程管道对接方法及技术

介绍了海底管道的对接方法(焊接和机械连接器连接),阐述了国内外海底管道对接方法的现状,指出了海底工程管道对接需要发展的关键技术:对焊接过程进行监控,采用自动化遥控焊接;采用高压MIG焊接和摩擦叠焊;研制包括各种连接器和连接机具等的自动连接系统;水下机器人。最后认为,研究开发具有自主知识产权的深海管道对接方法及技术是海洋油气资源开发的需要,也是实现我国海洋战略的重要技术支撑。     

基于时间序列幅值分量标度特性的齿轮箱故障诊断

齿轮箱是复杂的动力学系统,其故障信号通常呈现出非平稳和非线性特征,因此齿轮箱故障信号的特征提取是一个难题。去趋势波动分析(Detrended Fluctuation Analysis,DFA)可以用来分析非平稳非线性数据,得到的标度曲线可以用来刻画复杂系统的动力学行为。然而原始序列的标度曲线通常具有复杂的形状,所以从原始序列的标度曲线提取故障特征具有一定的困难。为了解决这个问题,对齿轮箱故障数据增量序列的动力学特性进行了研究,结果证明增量序列的幅值分量主要携带数据的非线性特征,然后提出了基于时间序列幅值分量标度特性的齿轮箱故障特征提取方法。该方法首先计算原始序列的增量序列,获得增量序列的幅值分量,然后利用DFA方法计算幅值分量的标度曲线,最后提取标度曲线的左端点和转折点的波动参数作为故障特征进行故障诊断。利用实测数据对所提出方法的性能进行了验证,结果表明,该方法对噪声干扰具有较好的鲁棒性,可以有效地对齿轮箱故障进行诊断,与传统的时域参数方法相比具有明显的优势。     

海流及海床摩擦对油气管道提吊及沉放影响分析

基于海洋管道海上提吊、沉放的工程实际,建立了管道提吊沉放的有限元模型,以建立的模型为基础确定了管道提吊沉放的方法和步骤,并对纵向水流、侧向水流及海床摩擦对管道提吊沉放的影响进行了研究。利用有限元分析软件研究了纵向水流、侧向水流及海床摩擦作用下管道提吊及沉放过程中的管道形态及应力分布。研究结果表明:纵向水流对管道提吊及沉放过程中的空间形态及应力分布几乎没有影响;侧向水流会使管道在水平面内产生明显变形,并提高管道的整体应力水平;海床与管道间的摩擦对管道沉放过程中的侧移有一定的阻碍作用,海床越粗糙,管道最终的整体侧移变形越小,沉放完成后管道达到平衡状态时,管道与海床之间的摩擦力随摩擦系数增大而增大。     

拖拉机液压悬挂装置的建模及仿真分析

分析了拖拉机液压悬挂装置的组成及工作原理,建立了系统的数学模型;并应用MATLAB软件对系统进行了稳定性分析和仿真.结果表明:建模仿真技术是研究机组系统整体的最佳设计(匹配)、最佳使用、提高机组效益的有效途径.     

海洋管道沉放过程力学计算及方案分析

基于海洋管道沉放的工程实际,建立了管道海上对接沉放的计算模型。确定了不同的沉放方案,并对不同方案的管道沉放形态、弯矩及应力进行对比分析。分析结果表明,沉放过程中管道应力变化复杂,吊缆释放的不协调极易导致出现局部应力峰值;管道沉放完成后的最终形态和弯矩分布对沉放过程十分敏感,沉放方案微小的差别会导致截然不同的沉放结果。在管道下放初期,应以工程船的侧移为主,均匀的下放策略将导致管道水平面内变形较小,曲率过大,从而造成弯矩增加;在侧移后期,应稍微减慢吊缆2的下放速度,这样可以使上弯曲管道的变形曲率减小,避免最大弯矩发生在对接口处;工程船侧移距离不宜过小,太小的侧移距离会导致管道偏移长度减小,从而增大对接口和下弯区管道的变形曲率,导致对应的弯矩增加。     

机械合金化及放电等离子烧结制备高氮奥氏体不锈钢

采用机械合金化技术和放电等离子烧结(SPS)制备了无镍高氮奥氏体钢(0Cr17Mn11Mo3N),研究了机械合金化粉末及其SPS烧结块体的氮含量、组织结构及性能的变化规律。研究表明:随着机械合金化时间的延长,粉末的氮含量显著增加,颗粒不断细化,球磨48 h和60 h能获得氮含量高、颗粒细小、成分均匀的不锈钢粉末;经过SPS烧结后粉末中的大部分氮能够在块体中保留下来,随着烧结温度的提高,烧结块体中的氮含量降低,致密度增加,球磨48 h和60 h的高氮不锈钢粉末在1000℃烧结都能获得完全奥氏体的高氮不锈钢块体,其氮含量分别为0.98%和1.06%,致密度达到97.44%和96.79%,硬度值高达458 HV10和471 HV10,且烧结体的断口主要呈现出撕裂型的韧窝延性断裂特征。     

海洋管道多点提吊的有限元分析

建立了海洋管道多点提升的有限元模型,考虑了管土作用的非线性和倾斜绳缆对提升的影响,引入了土体吸力的作用,并增加了对绳缆的模拟,运用ANSYS软件对海洋管道多点提吊的各个阶段进行了模拟计算,同时运用实例分析对所建模型进行了验证。分析结果表明,土体吸力对离地点附近管道的弯矩影响较大,对管道变形几乎没有影响;在提吊初期,管道的最大弯矩对土体吸力的大小较为敏感,最大弯矩随土体吸力的增大而增大,随着提吊高度的增加,土体吸力对最大弯矩的影响逐渐消失。     

海底管道对接过程数值模拟力学分析

在分析海底管道对接施工过程的基础上,构建了管道对接过程模型与管道力学模型,采用Abaqus软件对API-5L标准的355.6 mm(14 in)管道建立了海洋管道多点牵引的提吊与沉放力学数值模型,分析管道对接过程的力学特性。分析结果表明,管道提吊过程中,Y轴方向上的线应变在前期提吊过程中逐渐增大,后期在铺管船移动的情况下逐渐减小,Z轴方向上的线应变在提吊高度不断增加的情况下逐渐增大,管道的两舷吊点间管段弯矩呈往复波动变化规律;管道沉放过程中,Y轴方向上的线应变随下放距离和侧移距离的改变而增大,最终维持一个固定的应变量,Z轴方向上的线应变随下放距离和侧移距离改变而起伏波动。     

齿轮传动优化设计的MATLAB实现

本文给出了优化设计的方法及利用MATLAB优化工具箱进行优化设计的步骤；建立了二级齿轮传动的数学模型并给出了MATLAB的实现方法,优化效果良好。     

原油脱水(盐)用双频电场技术研发及应用

采用传统的电脱水(盐)技术处理劣质原油及重质油,存在投资和运行费用高、脱水效率低及设备运行不稳定等问题。介绍了水颗粒破碎理论、双频电场技术的研发阶段及其电源配置、波形分析等。国外现场应用结果表明,双频电场技术大幅提高了电场脱水(盐)效率,与常规AC电脱水器相比,可将设备的体积大大减小,同时降低了原油处理温度,减少了化学破乳剂的使用量,达到节能降耗的生产要求,有效地应对了现阶段原油劣质化和重质化的严峻挑战。