Experimental research on air film formation behavior of air cushion belt conveyor with stable load

In this paper, the air film formation behavior of air cushion belt conveyor with stable load is studied. The air cushion field is analyzed by means of theoretical derivation, numerical simulation and experimental research. An intelligent experiment platform is developed. Three dimensional pressure distribution of air film and the air film thickness distribution along the conveyor belt in the width direction are obtained. The experimental result is analyzed by comparing with theoretical calculation and numerical simulation. The numerical and theoretical results are in good agreement with those obtained from experiments. The air film formation behavior pattern of air cushion belt conveyor with stable load is presented. The optimized film thickness and pore distribution are obtained based on the comprehensive energy consumption. This study provides a basis for the optimization design of air cushion belt conveyor.

基于功耗最优的半履带气垫车模糊PID控制仿真

在分析半履带气垫车行驶阻力的基础上,分别对其垫升功率和驱动功率进行了研究,建立了总功率消耗最小化的理论模型,以检验车辆参数和载荷分配对总功率消耗的影响.提出了自适应模糊PID控制方案,以保证气垫车能够稳定地运行并实现总功率损耗最小.采用MATLAB/Simulink软件对所设计的控制系统进行了仿真研究.仿真结果表明,对于给定的车辆参数和土壤条件,采用自适应模糊PID控制器能够使半履带气垫车稳定行驶在最佳工作状态.该研究结果为半履带气垫车控制系统的设计提供了理论指导.

半履带式气垫车最佳载荷分配比的研究

对半履带式气垫车的动力学性能进行了分析 ,建立了最佳载荷分配比的数学模型 ,探讨了驱动履带滑转率对最佳载荷分配比的影响。计算机仿真和试验结果表明 ,半履带式气垫车以最佳载荷分配比进行载荷匹配时 ,在正常行驶的情况下 。

海上风电四筒导管架基础下放过程试验研究

筒型基础结构下水安装过程中,将经历筒裙入水、筒内气-水置换、筒顶完全入水直至入泥到设计深度的复杂施工过程.基础下放通过浪溅区时受到砰击荷载作用,可能出现吊缆过载断裂和松弛失效现象,且下放过程基础与缆绳耦合响应,影响基础稳性.采用筒内主动存储一部分气体的下放方式,不但可以有效控制自重入泥阶段,在水中下放时,可以有效降低缆绳吊力,明显增强筒型基础下放过程中姿态的控制能力.针对海上风电四筒导管架基础下放施工过程中气-水置换关键技术,考虑筒内主动憋气的下放安装施工方法,采用动态下放和稳态响应两种形式,研究波浪环境荷载下不同初始吃水工况下气垫响应机理、基础运动特性和吊缆张力响应规律,明确施工过程中吊缆的安全性能.研究表明:筒型基础憋气下放至顶盖完全淹没前,筒内气垫压力和气垫高度线性增长,不同初始吃水工况下筒内气垫压力增长速率相同;筒型基础顶盖完全淹没前筒内气垫高度线性增长,缆绳张力变化速率大于顶盖完全淹没后的阶段;基础通过浪溅区阶段时受到波浪砰击荷载作用,气垫结构对砰击荷载存在缓冲效应;气垫结构为基础提供浮力较大,且砰击荷载作用下基础受到向上的冲击力,通过分析吊缆动态放大因子和失效因子可知吊缆未出现过载和松弛失效现象.

气垫调压室甩负荷涌浪计算公式

基于气垫式调压室室内水位波动的周期 (或频率 )随时间变化不大的特点 ,按小参数幂的渐近展开方法求解了气垫调压室的基本方程式 ,得出了机组弃荷时的涌浪计算公式 .

气枕式充气膜结构形态与受力分析

为解决气枕式充气膜结构在荷载作用下的变形问题,采用非线性有限元方法对气枕式充气膜结构进行形态分析的基本方法.气枕式充气膜结构的形态分析分为两个阶段:即找形分析与找态分析,由此可得到满足相应要求的几何模型与应力状态.假设密封气枕内质量一定的气体满足理想气体状态方程,在荷载作用下,内压随着体积的变化而变化.给出在一定压力作用下半球状气枕的验证算例并与材料力学中给出的理论解进行比较;基于该方法,另对气枕式充气膜结构在不同外荷载作用下的受力状态进行分析并给出相应的算例,计算结果表明采用理想气体状态方程可以模拟在外部荷载作用下气枕的变形、应力状态以及内压变化情况,且是合理有效的并具有较高的准确性.

深孔底部空气垫层装药结构在露天煤矿的应用

本文论述深孔底部空气垫层装药结构首次在平庄矿务局西露天煤矿岩石台阶进行爆破试验，并取得爆破块度均匀，不留根底，爆堆规整，经济效益显著的效果。

海上风电基础下放通过浪溅区响应特性研究

多筒型导管架基础下放安装过程筒顶开口,筒内气—水自由置换,浪溅区下放过程由于浮力、冲击载荷、附加质量、阻尼效应等因素影响具有很强的非线性。开展模型试验研究波浪荷载下外界控制因素对四筒导管架基础下放过程气垫响应、基础运动和吊缆张力响应的影响机理,探究气垫结构对基础下放过程附加质量和固有周期的影响。结果表明:初始下放过程,筒内气体积聚,气垫压力非线性增长,随着下放深度增大,气垫压力趋于稳定;气垫压力响应趋势与基础下放速度和开孔率相关,波浪荷载仅影响气垫响应幅值;筒型基础下放穿越浪溅区阶段受到砰击荷载作用,气垫结构对砰击荷载产生缓冲效果;考虑气垫—水柱耦合作用时,顶盖即将入水阶段,气弹簧和水弹簧耦合作用下整体刚度增大,基础固有周期出现减小趋势。

多供气孔气垫平台气垫场压力的理论研究

应用流体的复势函数理论及缝隙流动理论 ,对具有多供气孔的矩形荷载的气垫场进行了理论分析。用大量的源和汇排列的方法找出了满足边界条件的势函数。从而建立了均匀分布的、任意布孔方式的、多供气孔矩形荷载的气垫压力场压力计算方法和公式 ,编制了计算气垫场任意一点的压力、气垫承载能力 ,压力中心和流量的计算程序 ,并用试验验证了理论分析的正确性。

高频气缸的研究

本文研究了行程50mm以内气缸的运动特性,分析了影响气缸高频动作的主要因素,包括气动缓冲、气缸行程、负 载率及流量等。基于气动技术的现状,提出了高频气动系统的建立方法。

气垫船导管组合结构设计初探

随着气垫船向大型化发展,作为气垫船结构设计重要组成部分的导管组合结构设计越来越受到重视。文中结合国内已有的典型大中小型导管组合结构的设计参数,从导管组合结构的材料、结构型式以及传力方式等方面进行分析,总结其设计特点,并结合相关规范要求,对导管组合结构设计载荷进行分析。

江海直达船艏部结构入水砰击试验

新一代江海直达船主要呈宽扁型且吃水较浅，由江入海航行时会发生船艏底部和外飘砰击，严重的砰击会造成船舶主动失速甚至结构损伤，影响船舶与人员安全。传统的理论和相关经验公式很难预报宽扁肥大的艏部结构的砰击载荷。相较于传统的简化模型试验方法，本文基于相似理论设计了与某新型江海直达船艏部结构相似的三维木质模型。采用落水试验的方法进行了一系列的不同落水高度及不同入水角度的入水砰击试验。研究江海直达船艏部结构所受砰击载荷特点，得到砰击压力峰值及其分布规律，同时发现了小角度入水情况下（入水攻角α<5°）的空气垫效应，空气垫延缓并减小了砰击压力峰值。此外还回归了0°~15°入水攻角下的底部砰击压力预报公式，可供结构设计时参考砰击载荷的选取。

迎浪工况下气垫船运动响应研究

对全垫升气垫船在迎浪工况下的运动响应进行了分析研究,介绍了气垫船在波浪中的时域线性运动响应和时域非线性运动响应,并采取龙格-库塔数值模拟方法,运用Fortran语言编程求解了在不同波浪频率、迎浪工况下的气垫船时域线性与非线性运动响应,分析对比了两者结果得出响应结论.根据气垫船的运动响应求得了静水中和规则波下的波浪载荷.

薄气垫装置的承载特性分析

本文介绍了薄气垫原理,元件及其组成方式,分析了承载特性、刚度特性以及节流器和节流方式对系统刚度的影响,为解决实用中的载荷控制提供了方法和依据。

基于疲劳试验的气缸气缓冲性能研究

气缓冲性能的优劣对气缸的工作状态及使用寿命有着重要意义。而任一工作条件的改变都可能破坏已调节好的气缓冲,影响疲劳试验的顺利进行。因此,掌握各试验因素与缓冲性能之间的关系是十分必要的。考虑到疲劳试验的特殊性,在不破坏气缸结构的前提下设计试验,分别将负载质量、缓冲针阀开度、速度调节阀开度作为单因素变量,测试不同工况下的负载位移曲线,并通过分析位移和速度曲线,获得活塞在缓冲行程终点的反弹量和残余动能,分别用于表征活塞的反弹、撞击情况,阐明各因素对气缓冲效果的影响。

砰击载荷作用下气垫船船底结构瞬态响应分析

采用有限元计算软件MSC.Patran对某气垫船首部船底结构进行瞬态响应分析,对加筋板悬挂式结构及常规切口式船底结构分别建立有限元模型,计算2种船底结构在受波浪砰击载荷下的瞬态响应特征,从其局部强度和局部振动特性对比分析得到抗砰击效果较好的气垫船船底结构,为该型艇的结构设计提供参考。

Д形圆柱体大角度撞水载荷计算及缓冲问题的研究

一种Д形圆柱体底部金属结构在大角度高速入水时遭受破坏,解决该问题对某工程活动具有重要意义。根据KornhauserM提出的数学模型,对该圆柱体入水载荷进行预报计算并对缓冲问题进行分析,提出了在不改变Д形圆柱体结构的情况下,使用硬质聚胺酯泡沫塑料(RPUF)作缓冲层的方案,解决了工程中遇到的难题。

柱状塑膜空气垫承载与缓冲性能的试验研究

针对不同规格的柱状塑膜空气垫进行准静态压缩实验,测定其承载力-变形特性,分析充气压力、结构尺寸对空气垫的承载、缓冲性能影响。结果表明:随着充气压力的增大,空气垫承载力有所提高,对小规格空气垫,充气压力对承载力影响较为显著,但随着规格尺寸增大,其影响显著性降低;空气垫材料有良好的缓冲性能;当承载应力较小时,空气垫缓冲系数变化幅度很大;而当承载应力到达一定值时,空气垫表现出较稳定的缓冲性能。

基于环向裂纹法的气垫平台破冰载荷数值模拟

气垫船因其独特的船体构造能适应冰面、水面、陆地等多种环境,也可以很好地完成运送物资、救援、破冰等任务。设计气垫破冰船或者破冰平台时,冰载荷预报对于总体和船身结构安全十分重要。本文利用理想化破冰假设,基于环向裂纹法求解气垫平台在低速下在全冰面上破冰过程中所受的冰力;基于直径为50 m的气垫平台在不同气垫压力的情况下进行破冰过程的数值模拟,得到了在低速下不同气垫压力大小时的冰力时历图。通过分析冰力时历图,可认为气垫压力会通过影响气腔高度以及气腔扩散半径来影响气垫平台低速破冰时的冰力,且当气腔扩散半径等于冰碎裂半径时,冰力达到最小值。

一种气垫式电磁超声探头的研究

针对接触式电磁超声探头磨损严重的问题,提出了一种气垫式电磁超声探头,这种探头具有无磨损、可在高温场合下工作等优点。理论分析及计算结果表明,气垫式电磁超声探头可以实现气膜厚度在0.1～0.3mm范围内探伤的要求。