基于悬链线型的斜拉索自由振动特性分析

在拉索质量沿轴向均匀分布的条件下给出了悬链线型表达式。在考虑拉索抗弯刚度和拉索垂度的基础上建立了拉索面内的非线性自由振动微分方程,通过Galerkin法将此微分方程转化为常微分方程,并通过龙格-库塔法对其进行数值求解。分析了抛物线型拉索与悬链线型拉索产生自由振动的差异,研究了拉索长度、线质量、张力和倾角分别与两种线型拉索的自振频率、垂度影响系数的关系。

悬链线型线轴瓦对连杆大头轴承润滑特性的影响

针对柴油机连杆大头轴承润滑不良和摩擦磨损的问题,结合轴承型线的设计理论,建立了悬链型线的数学表达式。运用AVL POWER UNIT搭建连杆柔性多体动力学模型,研究了连杆大头轴承的悬链线型线对其润滑特性的影响。结果表明:当连杆大头轴承采用悬链线型线轴瓦时,随着型线径向变化量的逐步增加,峰值油膜压力先减小后增大,最小油膜厚度先增大后减小,总摩擦功耗先减小后增大。当采用径向变化量为方案4(变化量6μm)的悬链线型线轴瓦时,最小油膜厚度增加了0.22μm,峰值油膜压力减少了10.92 MPa,总摩擦功耗减少了0.28 kW,有利于减小轴承的摩擦磨损功耗和改善连杆大头轴承的总体润滑性能。通过曲线拟合分析得到了最小油膜厚度、峰值油膜压力和总摩擦功耗这3个评价参数的函数关系,为连杆大头轴承润滑特性的优化设计提供参考依据。

悬链线型精确状态方程的探讨及解法

以悬链线型的数学公式为基础，在推导过程中不作任何省略或近似处理，得出理论上无偏差的精确悬链线型状态方程，并提出了该状态方程的求解方法。

悬链线型海洋脐带缆涡激振动响应分析

海洋脐带缆在位工作时经常会受到涡激振动(vortex-induced vibration,VIV)的影响,其影响程度与众多因素有关,如外界影响因素波浪和自身影响因素脐带缆铠装层数等。本文针对某悬链线型海洋脐带缆的涡激振动现象,基于尾流振子模型对脐带缆进行分析,借助OrcaFlex软件,研究了脐带缆在水深1 000 m的情况下不同海流流速和不同铠装层数对涡激振动的影响。分析结果表明,脐带缆在靠近海面和海底处所受到的海流VIV的影响较大,且随着重现期的增大而影响愈加明显。根据上述结论,可以对脐带缆涡激振动影响最为明显的部位进行改进,从而提高脐带缆的抗涡激振动性能。

深水钢质悬链线型立管形态研究

利用悬链线理论推导出深水钢质悬链线型立管所需的基本参数,分析了不同弯曲刚度对钢质悬链线型立管属性的影响,并在考虑管线弯曲刚度的前提下,对深水钢质悬链线型立管触地点处管线曲率进行了修正,使其更接近实际曲率。

风浪载荷下不同线型脐带缆动力学仿真分析

随着海洋油气向深海迈进,脐带缆的基础研究受到了广泛关注。通过对悬链线型、缓波型、陡波型三种脐带缆进行建模,得出了每种线型脐带缆的最大有效张力图、剪力图以及弯矩图,分析了在不同风浪载荷下脐带缆的动态响应。研究结果表明,缓波型与陡波型脐带缆虽然布局相对复杂,但是较悬链线型脐带缆可以有效降低顶端悬挂处的有效张力,浮力段的添加可以减小恶劣环境对触地点的影响;此外需要注意的是缓波型与陡波型脐带缆在浮力段部分会发生剪力突变,对脐带缆的安装产生影响。研究成果有助于设计人员了解脐带缆在不同线型下的动力学响应特性,为脐带缆线型设计与脐带缆张紧器的选型提供了理论依据。

三种典型动态脐带缆线型仿真研究

线型设计是动态脐带缆的整体分析中的关键,线型设计的优劣将直接影响脐带缆适应极值环境的性能、抗疲劳性能、系统附件的复杂性、安装方案的经济性等问题。波浪流与缆初始脱离角是脐带缆线型设计两个重要参数。针对不同方向波浪流,对悬链线型、Lazy-wave型、Lazy-S型等三种典型线型脐带缆动态响应特征进行分析,并得出了每种线型成本对比,给脐带缆线型选取提供参考。

空间薄膜阵面预应力导入效应及影响因素

空间薄膜阵面结构由于其显著特点正得到日益广泛的研究和应用。首先以一个三角形薄膜阵面为数值分析对象,论文给出了膜面预应力导入的分析方法,并分析了薄膜阵面的预应力导入效应。在此基础上,提出边缘悬链线影响的分析方法,用五个应力特征参数描述阵面和悬链线受力,引入应力波动系数描述阵面和悬链线受力均匀度。以四边形阵面为例进行数值分析,结果表明:在合适的边缘悬链线型及矢跨比下,阵面的导入应力分布更均匀,刚度更大。论文所提出的分析方法和结论对薄膜阵面结构设计研发具有参考价值。

深水脐带缆浮力块配置优化设计

脐带缆是水下生产控制系统的重要组成部分,线型设计是脐带缆整体分析的关键问题之一。采用有限元软件ABAQUS分别建立悬链线型与缓波型脐带缆的有限元模型,对比分析了2种线型张力与曲率的分布规律。以单位长度浮力、浮力块位置、浮力块长度为因子,结合正交试验研究深水脐带缆浮力块配置方案,为脐带缆的线型设计提供参考。