波浪被动补偿装置的模型与实验

在大型中水层拖网渔船拖曳系统的工作过程中,渔船受海洋环境的影响,会产生显著的升沉运动。本文针对渔船升降降低捕鱼效率的问题,采用一种波浪被动补偿装置的方法,研究了该装置的数学模型并进行仿真分析,设计试验过程,分析试验数据,并与理论分析结果对比发现:钢丝绳的涨紧力和蓄能器的压强跟随油缸位移呈周期变化,油缸的位移与钢丝绳涨紧力、蓄能器压强的变化相反;钢丝绳涨紧力的变化幅度大于蓄能器压强的变化幅度,但位移变化幅度小于50 mm时,涨紧力(<5 N)和压强(<6 Pa)保持稳定;受惯性力的作用,涨紧力变化速度呈现阶段性变化。通过仿真分析可知:蓄能器在平衡位置时的充气压强越大,涨紧力与压强越大;蓄能器的面积越大,涨紧力与压强越小。

重型水下机器人被动波浪补偿装置仿真分析

目前,海洋波浪补偿装置仿真模型通常过于复杂,不利于直观理解其动力学特性和性能机理。对此,文章以一种满足深海重型水下机器人布放回收作业的摆臂式、气液混合驱动的被动波浪补偿装置(passive heave compensation,PHC)为研究对象,分析其复杂波浪补偿过程和非线性动力学特征;通过构建合理的建模假设,降低建模难度,推导出系统动力学和运动学简化数学模型,并开发对应的数值仿真软件;开展基于模型的稳定和动态仿真分析,提出可能影响被动补偿性能的主要因素,包括蓄能器容积、初始充氮压力和充油后氮气压力等。通过仿真不同设计参数和系统状态的波浪补偿装置在静水面和3级海况下的波浪补偿性能,对比仿真影响波浪补偿性能的主要因素,结果验证了该被动波浪补偿装置在补偿行程、脐带缆拉力变动响应灵敏度等方面的补偿性能,以及该算法模型的有效性;并根据对比结果,提出通过适当调节蓄能器体积和氮气压力来改善波浪补偿装置性能的使用和设计建议。

基于仿真技术的波浪补偿装置限速安全阀关键性能研究

限速安全阀为天车型被动波浪补偿装置核心部件。文章通过对限速安全阀组成和原理的分析,采用AMEsim建立仿真模型,并从压力敏感阀及主阀结构参数入手,对限速安全阀动态性能进行仿真研究。结果表明压力敏感阀通径大小,以及主阀芯阈值大小对限速安全阀动态性能具有较大影响。

吊钩式波浪补偿装置深水吊装作业分析

针对深水海洋结构物吊装问题,基于波浪补偿原理,分析吊钩式装置的参数设置原理及其应用。提出一种刚度-阻尼等效计算方法,并建立吊钩式补偿装置的仿真模型,设计弹簧力-位移和阻尼力-速度曲线,并采用Orca Flex软件进行联合仿真,考虑浪流作用和船体运动状态下吊装作业的升沉补偿效果,对不同参数设置下吊物经过飞溅区的过程进行计算分析。结果表明:采用联合仿真方法评估深水吊装作业能取得较好的效果。采用该方法对在1000 m水深区域吊装400 t重物的作业进行计算分析,实现对缆线非线性弹性作用下船舶、缆线、补偿器和吊物系统的耦合运动分析,评估补偿器的作用效果。结果显示,依靠吊钩式补偿器,吊物升沉幅值降低了约79.69%。

沉船打捞被动式浪波补偿技术研究

突破传统打捞方式,液压同步提升系统在沉船打捞中得到了很好的应用;针对沉船打捞过程中驳船受波浪影响上下运动而导致打捞过程不稳定的现象,分析了被动式波浪补偿的工作原理,通过系统动力学分析,设计了被动式波浪补偿系统,并采用MATLAB/Simulink进行仿真分析,研究波浪补偿系统工作特性;仿真结果表明,所设计的波浪补偿系统能够有效地降低波浪对沉船打捞过程的影响。

链式打捞同步提升液压系统的设计

链式打捞装置是一种打捞专用设备,主要适用于浅海打捞,也可用于江河打捞。该装置采用机械式液压同步回路,系统采用负载敏感系统,不仅能满足多执行器同时动作的要求,同时能提高系统效率,减少发热。为解决打捞过程中驳船受海浪升沉运动引起的链条张拉力变化问题,系统采用被动式波浪补偿系统,利用蓄能器站吸收冲击,同时对系统进行了动力学分析,建立了相应数学模型,通过MATLAB/Simulink仿真,设计了蓄能器站,有效地减弱了驳船升沉所引起的链条张拉力变化大的影响,使得打捞过程变得更为平稳可靠,保证了打捞过程的安全。