船舶起货机操作管理虚拟仿真实验教学系统的设计与应用

针对“液压甲板机械的操作与管理”实践环节教学效果不佳、实验安全性差等问题,基于虚拟现实技术开发了船舶起货机操作管理虚拟仿真实验教学系统,建立教师端与学生端系统,实现了完善的教学功能,通过“虚+实+虚”实验教学模式实施教学过程,采用动态变化的题目考核学生的知识掌握能力。教学实践证明,虚拟仿真教学系统有利于提高学生的学习效率和确保大型实验项目的安全性。

非惯性系下舰载稳定平台动力学建模与分析

为解决舰船在恶劣海况下产生的大幅度、多维度的不规则摇荡运动,提出了一种6-DOF并联平台隔离舰船运动的方案,并对该方案的动力学特性进行了深入研究。首先,基于矢量关系推导该平台构件在惯性坐标下的速度、Jacobi矩阵和能量方程式,由拉格朗日方程和虚功原理得到其在非惯性系下的显式动力学方程。其次,利用Adams搭建该平台的虚拟缩比模型,采用P-M波谱和响应幅值算子模拟复杂海况下舰船的摇荡运动,基于SIMULINK软件实现MATLAB软件与Adams软件联合仿真。最后,计算分析5级海况下的运动实例,理论结果与仿真结果的驱动力误差在0.11%内,验证了本文动力学模型的正确性,且计算结果表明,平台可分别补偿船舶95.7%、97.7%和87.9%的横、纵和艏摇运动,验证了所提方案的有效性。研究结果对非惯性系下舰载稳定平台的动力学控制具有指导意义。

3UPU-UP并联平台可操作性与工作空间分析

6支链并联平台存在着复杂的位置约束,并且当控制算法失效时对机械结构容易造成损坏,因此,针对一种3UPU-UP并联平台对其进行运动学可操作性与工作空间分析。首先通过矢量法与运动学的分析,得出了3UPU-UP并联平台运动学模型,以此为基础,首次将串联机械臂可操作度的评价指标与3UPU-UP并联平台的机构结构特性相结合,对3UPU-UP并联平台的可操作度进行了计算、分析和可视化处理;并将蒙特卡洛法与正运动学相结合对并联平台的工作空间进行了计算、分析和可视化处理。能够更加直观、完整表述并联平台的可操作度和工作空间。研究成果为3UPU-UP并联平台的设计提供了理论依据并证实其理论上的可行性。

水下机器人回收装置的动力学分析与实验验证

为提高水下自主航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)布放回收过程中的效率和安全性,通过以船舶起重机为基础研究了一种不仅可以通过电机自主调节吊笼的姿态而且能够利用绳索减摇使回收过程更加稳定的AUV水面布放回收装置,建立了船-起重机-吊点-减摇装置-吊笼的三维动力学模型,首先通过Adams搭建虚拟样机进行动力学仿真,得出了当利用电机调节吊笼开口方向时4根绳索的拉力的变化和吊笼的姿态变化,然后利用MATLAB联合仿真采用PID控制策略对其进行了减摇的仿真分析,验证了减摇方案的可行性。在已有的理论基础上搭建了实验样机进行了实验验证。结果表明:在受船舶激励的情况下,横摇的减摇效果达70%;纵摇的减摇效果达60%,电机进行姿态调整时各个绳索的拉力稳定能够完成姿态调整,能够有效地完成布放回收工作。可见当AUV靠近吊笼时依靠姿态调整电机进行姿态调整,能保证AUV进入吊笼;当AUV进入吊笼以后本装置有良好的减摇效果,使回收过程更加稳定。

船舶液压起货机实验监测系统设计与实现

针对目前船舶液压系统实践教学和科研测试等环节中存在设备陈旧、针对性不强、监测手段落后等问题,提出并设计了一套船舶液压起货机教学实验监测系统,该系统采用实际液压系统并辅以实时监测系统。利用Visual C#和Visual C++语言开发了实时监测软件,嵌入基于DirectX技术的三维起货机动画,完成了起货机三维动画监测显示。系统已投入实际的教学实验与科学研究中,实践表明该系统具有运行稳定、扩展性强、效果良好等优点。

吊耳局部有限元建模技术分析

文章中提出了几肿简化处理方法来模拟插销与吊耳的接触.通过有限元计算结果比较,发现提出的简化处理方法与接触算法计算结果接近,且耗时少、操作简单,可以将这些简化处理方法广泛应用于吊耳的有限元强度校核.

舰载特种起重机仿真模型建立

研究了舰载特种起重机系统动力学建模中各杆件的转动惯量问题 ,并通过简单的坐标系齐次变换阵 ,给出了舰载特种起重机杆件转动惯量矩阵在不同坐标系之间的表示方法 ,并以定理的形式给出了转换公式 .在此基础上得到了一种简便易行的拉格朗日舰载特种起重机动力学建模方法 ,应用此方法建立了舰载特种起重机仿真模型 ,通过仿真得到了一组关节轨迹跟踪曲线 ,该组曲线与理论分析的结果相吻合 ,表明了该方法的有效性 .

船用起重机液压缸式主动波浪升降补偿装置研究

主动波液补偿（AHC，Active Heave Compensation）吊机是深水工程作业最重要的船用起重机，其液压缸式主动波浪升降补偿装置能防止吊机的绞车、钢丝绳等过载，增强对所吊货物运动的控制，增加吊机工作的天气窗口。液压缸式主动波浪升降补偿技术是目前国际上最先进的一种波浪升降补偿技术，本文详细介绍了液压缸式主动波浪升降补偿装置的补偿原理、系统组成及工程应用情况。

回转起重机防摇试验台设计与实验

针对回转起重机摆动抑制问题,提出一种吊盘式机械防摇系统,其基本思想是在吊物上方装一个吊盘,通过吊盘阻碍吊物的单摆运动,减小摆动幅度。针对提出的吊盘式机械防摇系统,进行了回转起重机防摇试验台设计与实验研究。防摇实验验证了所提防摇系统的有效性。

基于ANSYS的大型船用升降平台密封性能研究

根据某大型船用升降平台的密封性能要求,对比分析了线密封形式与面密封形式的特点,确定了面密封的结构形式。基于ANSYS软件,采用2D-Model建立了三元乙丙橡胶材料的Mooney-Rivlin模型,分析了密封圈在不同压缩量时的密封性能,得到密封圈的最优压缩量,可为后续密封结构缩比样机的研制及密性试验提供参考。

26000载重吨自卸船单点装货装置安装调试分析

针对常规散货船装货时间长、受装货码头基础条件约束严重、对周围环境污染严重等问题,设计了一套横贯整个货舱且安装在主甲板反面的单点装货系统。首先介绍了该系统的主要设备组成,然后分析该系统安装调试方案。实船装货验证:该系统可以在货舱舱口盖不打开的情况下装载货物,降低了对周围环境的污染,且船员通过远程遥控即可完成货物的整个装载过程,船舶不需要掉头或者移泊等。

海上运动补偿混联舷桥的机构学建模

面向高海况下运维船与海上平台之间维护人员的快速安全换乘需求,结合海上运动补偿的特点,设计一种海上混联稳定舷桥,并确定换乘流程。在非惯性系下,基于矢量法、D-H法和旋量速度、加速度理论,建立稳定舷桥机构末端稳定于一点的运动学模型;基于旋量形式的牛顿-欧拉公式,结合D’Alembert原理和虚功原理,建立其动力学模型。数值算例表明,所建模型正确,且通过添加配重,可有效均匀驱动力。

基于专家系统的船舶配载智能控制策略

利用专家系统控制策略的思想,提出船舶装卸载分轮次序的控制原则、约束条件及实现原理。通过控制船舶的浮态提高船舶压载水的速率及排放能力,保证货物装载过程中压载水与货物操作相适应。利用专家系统的反向推理和正向推理相结合多级控制的控制策略,确定了船舶配载方案及船舶装卸载分轮次序,并提供船舶货物装卸载操作每一步的货物装舱顺序、时间及船舶浮态等性能指标,并通过实船计算验证系统的准确性和可操作性。本方法能迅速、准确地确定船舶配载方案及操作步骤,提高船舶的配载效率,避免船舶配载中的盲目性。

几种典型的大型集装箱船导轨结构特性对比及计算分析

以固定装载型式导轨和混合装载型式导轨为研究对象,基于有限元方法分析不同集装箱装载工况对导轨强度和刚度的影响;同时,在相同集装箱装载工况下,对不同导轨的强度和刚度进行对比分析。分析结果可为集装箱导轨的设计优化提供一定的参考。

采取多项措施 提高液压克令吊工作可靠性

一、问题提出 液压克令吊是船舶上普遍使用的一种装卸货设备,它具有起重能力大,操纵方便,耐冲击,制动性能好,安全可靠,装卸货效率高与对货物的适应性好等特点。在我国各大航运企业船舶上使用的各种型号液压克今吊超过千台,中远(集团)总公司所属船舶上各种型号的液压克令吊超过500台。液压克令吊是一种技术含量很高的电、液、机一体化的船舶起货设备。

大型船载起重机作业稳定性优化

为了提高大型船载起重机作业稳定性,提出船载起重机稳定性优化控制方法。提取起重机主梁上下翼缘板厚度特征值,引入设计变量和状态变量,通过数据迭代重新制定翼缘板厚度,改变起重机主梁质量,提出新型起重机矢量场控制方法,将起重机主梁进行二值信息格栅单元分解,通过方向偏离量,控制起重机主梁运行轨迹,利用Ansys软件对起重机进行参数校验,保证应力稳定性,实现船载起重机作业稳定性优化。实验研究表明,与优化前相比,优化后的船载起重机固定角度作业稳定性提高17%,随机角度作业稳定性提高22%,具有鲜明的应用价值。

并串混联稳定克令吊运动学与动力学建模

稳定克令吊对于高海况下作业船与海上平台之间货物的稳定快速吊运发挥着重要的作用。结合海上运动补偿的特点,提出了一种并串混联稳定克令吊机构,并联部分为2自由度转动并联机构,能够主动补偿作业船的横摇和纵摇,为串联部分提供一个水平的底座,稳定克令吊机构能实现其末端一点相对地球保持静止。在非惯性系下,结合矢量法和旋量速度、加速度理论,按照先并联后串联的顺序,建立了稳定克令吊机构末端稳定一点的运动学模型;基于旋量形式的牛顿-欧拉公式,结合D’Alembert原理和虚功原理,按照先串联后并联的顺序,建立了其动力学模型。最后通过数值算例验证所建模型的正确性,为稳定克令吊的工程化应用奠定了理论基础。

运用可靠性技术改造船用起货机控制屏

本文分析了船用起货机系统的实际故障和相应对策，论述运用微机改造控制屏的故障诊断功能及高可靠性保护。

某船用回转式起重机臂架应力与稳定性分析

结合某公司生产的船用回转起重机的整体结构,根据所提供的起重机臂架总图和部件图,应用大型有限元分析软件Ansys对臂架结构进行建模,按照臂架实际工作中所有可能的组合方式进行静力强度和稳定性分析,得到了臂架结构在各工况下的应力分布。通过有限元分析计算,发现了回转起重机臂架受力最大和发生应力集中位置,明确了臂架在最危险工况下的应力分布及失稳的屈曲模态。

LNG装卸臂用耐低温旋转接头研究与设计

LNG装卸臂的旋转接头被称为整台装卸臂的"心脏",旋转接头的质量直接决定了整台装卸臂的价值和使用寿命。对旋转接头整体结构尤其是旋转接头密封装置和内圈结构进行设计,保障旋转接头使用效果和使用寿命。