双壳体混合驱动水下滑翔机结构原理及水动力性能研究

混合驱动水下滑翔机虽兼具典型水下滑翔机及传统航行器的优点,但存在能耗高、不利回收等缺点,且在快速推进模式下,滑翔翼的存在不仅会增加航行阻力,降低航行稳定性,也不利于滑翔机回收布放。针对此,提出一种双壳体混合驱动水下滑翔机,其滑翔翼与传统固定水平翼不同之处在于滑翔机可根据实际需求进行收放,以实现对能源的合理分配,从而提高水下滑翔机的综合航行性能。此外,详细介绍了该滑翔机的工作模式、系统组成以及滑翔翼收放原理,并设计了一种蜗轮蜗杆滑翔翼收放装置,建立相应的收放机构技术方案,在此基础上通过数值仿真方法进行了滑翔翼水动力性能分析,得到了合理的机载配置方案。

基于多相流的水下航行体热尾流扩散特性研究

潜艇在水下航行过程中为保证各个系统能正常工作,会由冷却系统向外排放大量的高于环境温度的冷却水,同时潜艇会对水体产生扰动,这些影响会在海面形成独特的红外特征和伴生的水动力特征。基于VOF(Volume of Fluid)多相流模型的来流法,使用Flunet软件对万吨级潜艇模型进行冷却水的排放及热尾流的扩散浮升过程进行数值仿真,并对热尾流扩散结果进行比较分析。结果表明潜艇自身的冷却水排放在较大的深度以及较低的航速下,不足以扩散至水面以形成明显的高温区,而潜艇对水体的扰动会在水面形成一片低温区,即“冷斑”现象。

智能液压抽装管机的电控系统设计与研究

针对我国目前的石油管道中更换伴热管不方便的问题,提出一种满足石油行业工作需求的智能液压抽装管机。阐述该型拔管机液压电控系统的组成以及工作原理,并说明该电控系统的控制逻辑。该型拔管机全套采用防爆型器件,可安全地适用于油气混合的高危环境;通过设计自适应差动切换系统,可满足高负载与高速之间的自适应切换;同时为该系统增加了人机交互功能,方便实时控制与监控该型拔管机的工作状态。实际应用表明:该型拔管机的工作效率高、可靠性强、安全性高。

无磁浮力调节式水下实验平台升沉运动控制设计

针对部分对磁场干扰要求较高的海洋探测需求,本文设计了一种无磁浮力调节式水下实验平台。该平台结构采用无磁材料,并以高压气囊作为浮力调节装置来实现升沉控制。其浮力调节系统气囊体积小、调节精度高,且控制逻辑简单可靠。本文阐述了水下实验平台的工作原理及关键技术,基于刚体动力学方法及经典控制理论,建立了系统物理模型和控制器模型,结合Matlab/Simulink对控制过程进行仿真分析,并开展海洋试验验证。结果表明:无磁浮力调节式水下实验平台可实现4‰体积浮力调节,且控制算法稳定收敛,能够实现快速响应及6.6%深度精度控制,适用于所需求的工作环境,为浮力调节式水下实验平台的进一步研究提供了理论基础。

弱磁型四旋翼AUV的深度与姿态控制

为对磁性敏感的实验装置提供一个无磁干扰、具有一定深度以及姿态稳定的水下测试环境,设计一款基于经典比例积分微分(PID)算法控制的弱磁型四旋翼水下自主航行器。本文通过外形设计,对该自主航行器进行三维建模,从而建立该AUV的运动学模型,进行稳定性分析。通过电气系统以及控制系统的设计与组装,调整各控制参数,成功搭建该自主航行器并进行水池实验。通过实验可知,基于PID控制的弱磁型四旋翼水下自主航行器通过无浮力缆与上位机连接,可以实现定深以及定姿态的功能。同时将各个误差值控制在理想范围内,验证了该控制系统的稳定性以及鲁棒性。

水液压柱塞泵滑靴球铰副存在的问题和改进设计

水液压柱塞泵的滑靴球铰是一对重要摩擦副 ,它的接触比压最大 .由于水的润滑性很差 ,因此水液压柱塞泵的滑靴球铰摩擦副常常出现严重的磨损问题 .由此 ,介绍了两种带静压支承作用的滑靴球铰结构 ,能够在不减少机械接触面积的同时增加液压支承的作用比例 .通过分析表明 ,这种结构使滑靴球铰摩擦副间的接触比压降低30 %以上 ,能够有效地减轻它的磨损 。

水液压柱塞泵陶瓷柱塞的可靠性设计

水液压柱塞泵的柱塞工况非常恶劣 ,对材料的强度和耐磨性都有较高要求。采用陶瓷材料制造柱塞 ,能够发挥陶瓷强度高、硬度大、耐磨性能好及不受腐蚀影响的优点。但是陶瓷材料的失效强度存在较大的分散性 ,必须采用可靠性设计方法进行陶瓷柱塞的设计 ,才能设计出可靠的水液压柱塞泵。研究结果表明 。

水压柱塞泵中柱塞与缸孔接触比压的分析与探讨

在考虑柱塞与缸孔之间间隙的基础上 ,利用材料力学的基本原理 ,对柱塞与缸孔的受力模型做了详尽推导 ,并运用 MATLAB工具进行求解 ,结果发现该接触比压值较传统方法的计算值大 1 0倍以上 ,同时发现该接触比压受摩擦副材料的弹性模量、摩擦副间隙大小等因素的影响。

水液压柱塞泵滑靴摩擦副的设计

由于水的润滑性很差 ,因此水液压柱塞泵的摩擦副设计是个难题。滑靴摩擦副作为典型摩擦副之一 ,需要从它的材料、结构、设计方法三个方面进行与水介质适应性的研究。首先在材料方面应选择抗腐蚀、耐磨损的材料配对 ;其次在结构方面应尽量降低摩擦副的接触比压、并强迫形成润滑膜 ;特别是在选择设计方法的时候应充分考虑水的特性 。

柱塞泵中柱塞与缸孔环形缝隙的泄漏流量计算

通过积分方法，对柱塞与缸孔间的特殊环形缝隙流道的层流流量公式进行了分析与推导，总结得 到计算公式，方便了柱塞泵（马达）的设计。

新型气动溢流阀及其动态特性的仿真分析

本文在介绍一种新型气动溢流阀的基础上,运用计算机仿真技术研究该阀的动态特性,建立了气动溢流阀的基本动态微分方程,采用数值方法求解方程,并把仿真结果用于指导气动溢流阀的设计,得到了满意的效果。

滑板角度组合对两栖车辆升阻比影响的仿真研究

针对两栖车辆水上行驶时不同滑板角度组合对车体升阻比的影响问题,阐述了滑板滑行机理,并基于RANS方程和RNG k-ε湍流模型等计算流体动力学(CFD)理论,提出采用FLUENT和正交分析法进行某两栖车辆车体模型静水航行的三维数值模拟及优化分析。分析了两栖车辆在不同滑板角度组合和不同速度下的阻力和升力特性,得出了两栖车辆升阻比的最优滑板角度组合范围,为两栖车辆的设计及优化进行了有益而深入的探索。

基于S7-300的比例阀控液压缸的PID静态补偿控制

分别建立对称阀控非对称液压缸在有杆腔进油和活塞腔进油时的数学模型,使用MATLAB/Simulink分析液压系统在这两种进油情况下的动静态特性,结果表明,液压系统在两种进油情况下系统超调量、调节时间、振荡次数等几个方面存在较大差异。为补偿系统这种非对称性,以S7-300PLC作为控制器的基础上提出了PID静态补偿控制策略。在疲劳加载试验台上对这一控制策略进行试验验证,试验结果表明,采用PID静态补偿策略很大程度上提高了系统的响应速度及精度。

水液压柱塞泵中静压支承设计方法的理论研究

静压支承结构在水液压柱塞泵中起着重要作用,滑靴摩擦副和配流盘摩擦副是柱塞泵中典型的静压支承结构。目前静压支承的流场计算主要有两种方法,选择方法的依据主要是看哪种方法更加准确。不可压缩粘性流体的动量平衡方程(Naver-Stokes方程)是推导流场计算方法的基础,以此为依据进行严密的数学推演,可以得到与物理意义相吻合的流场设计方法。

高频电磁泵瞬态驱动特性研究

通过经验公式计算得到高频电磁铁基本结构参数;利用电磁仿真软件Ansoft分析了电磁铁在静态磁场下的行程力特性,并据此对隔磁环、挡铁和衔铁进行了优化设计;最后分析了在瞬态磁场下复位弹簧和衔铁对电磁铁高频特性的影响,对电磁铁复位弹簧参数进行了优化,最终仿真得到电磁铁的最大运动频率。

海(淡)水液压技术的研究取得重大进展

华中科技大学自上世纪80年代就开始致力于水介质液压传动技术的研究。本文简要介绍该校在海(淡)水液压元件、系统及其试验台的研制以及工程应用方面所取得的重大成果。

新型静压平衡滑靴副及其在水液压泵中的应用研究

滑靴与斜盘摩擦副是柱塞泵的一对重要摩擦副 ,尤其是在水液压泵中 ,它的设计难度更大。文章在分析传统滑靴结构的基础上 ,提出了一种新型螺旋槽静压平衡滑靴 ,克服了静压支承滑靴易堵塞、难加工的缺点 。

一种新型气动压力阀的研制

根据某发射系统的要求，研制了一种气动压差控制阀，用以满足环境压力变化的工况下，对恒定压差的控制需要．该阀的设计过程中采用了动态仿真技术辅助设计．试验表明：阀的压力控制准确，自适应能力强；阀芯运动阻尼小，响应灵敏；阀的通流能力大，适应面广，动态性能完全满足设计要求．

高压电-气流量伺服阀压力-流量特性分析

介绍了高压电-气流量伺服阀的工作原理,列出了其压力-流量特性一般方程,利用MATLAB软件针对不同开口量及不同开口形状的伺服阀的压力-流量特性进行了仿真,根据仿真结果,分析了阀芯开口形状对阀性能的影响。

管道非恒定流动数值模拟研究

从动力学方程出发,建立管道非恒定流动数学模型,并探讨相应的数值计算方法。以简单管道非恒定流动系统为例进行数值模拟计算,分析计算结果并得出相应结论。为管道非恒定流动数值模拟研究进行了有效探索。