深水液压卡爪式法兰连接器的设计

海洋油气资源丰富,全球44%的海上油气资源储存在深水海域。因低温高压深海环境,加上复杂的地理、地质情况,所以开发难度很大。针对3000m水深油田开发中海底管道回接中无人刚性管道连接难题,充分研究国外大公司的网站资源及国外专利,提出ROV辅助作业的三种12英寸液压卡爪式法兰连接器的结构设计方案,三种方案在功能结构上均有新颖之处,选取最佳方案并进行了管道强度和稳定性计算、卡爪和法兰危险截面的强度计算,证明结构是可靠的。所设计的连接器将为结构可靠性及控制方面的深入研究奠定基础,是深水管道回接关键技术中的重要环节。

机载计算机B型前锁紧装置的设计研究和应用

以机载计算机所使用的后矩形电连接器的需求为出发点,以G JB441-88《机载电子设备机箱、安装架的安装形式和基本尺寸》的规定为基础,重点研究了B型前锁紧装置的工作原理、结构设计以及在工程中的应用,针对可能出现的问题给出解决的方法。采用Autodesk Inventor三维设计软件进行结构设计,对设计结果采用MSC.Fatigue软件进行强度仿真,根据仿真结果对设计进行优化。设计开发出一套符合相关技术要求的B型前锁紧装置。列举几种已通过的典型的试验环境,证明该结构设计合理可行,满足机载电子设备的使用要求。

爆轰试验用新型射频连接器的结构设计

针对目前爆轰试验中使用的机械密封射频连接器存在的问题,设计了基于玻璃封接技术的新型密封射频连接器结构,并进行了射频反射补偿计算和强度分析。本项研究为爆轰条件下新型密封射频连接器的研制提供了设计依据。

自安装式钻机结构模块化技术研究

在大型海上浮吊资源紧张的情况下,研究、设计出一种独特的钻机结构型式,使整台钻机仅借助于小吨位平台吊机就能顺利完成其海上自安装的过程。基于整体吊装的大模块钻机的结构型式,根据工艺流程、设备布置等原则对大模块进行"化整为零"式的拆分设计,拆分后的每一个模块都要满足结构强度、吊装能力限制以及小模块之间的连接强度的要求。崖城PFA钻机就采用这种小模块化的设计方法,规避了因浮吊资源紧张带来的项目实施风险,顺利完成了该钻机的海上自安装。

一种可拆装式椭圆榫节点的设计与性能分析

为实现实木椭圆榫接合家具节点的可拆装性,提出一种通过五金连接件改良椭圆榫节点的方法,测试T型构件的抗拔及抗弯力学性能,并分析节点加载过程中的力学行为及失效形式。结果发现,较对照椭圆榫节点,改良五金件连接节点的极限抗拔承载力达到5614.61 N,提升了230%,但破坏弯矩降低了48.6%,刚性系数降低了45.6%。在保留实木椭圆榫外观及可拆装设计的前提下,本研究设计的可拆装式椭圆榫节点能满足多数木制品节点的使用强度要求,为后续实木可拆装式椭圆榫节点的优化设计提供依据及方法。

深海多工况载荷作用下软管连接器结构强度分析

在深海复杂特殊的环境下,海底软管连接器受多种载荷工况作用,会对海底管道安全运营以及整个水下生产系统的可靠性产生影响,从而对连接器的结构安全性能提出了更高的要求。基于此,以南海某气田软管鹅脖连接器深海安装工程为例,介绍了所应用的鹅脖连接器的工作原理和基本参数,分析了鹅脖连接器相较于传统立式连接器的优势。利用实验设计优化技术,针对鹅脖连接器在软管平铺阶段、连接器测漏和静水压测试三种深海工况进行了极限载荷计算研究,并在此基础上开展有限元模拟仿真计算分析和强度校核。结果表明:在不同载荷工况下对鹅脖连接器进行完整载荷工况检查,各工况条件下鹅脖连接器法兰上施加的所有载荷均满足要求;鹅脖连接器在各工况下整体应力均小于许用应力,整体结构综合强度足够,满足安全规范;各工况最大应力均集中在90°弯头处,对其进行强度校核,满足美国机械工程师协会(American Society of Mechanical Engineers,ASME)标准使用要求。本文分析结果可为水下软管连接器的结构优化设计和深海安装提供理论基础和技术参考。

连接器支架结构优化设计分析

某型连接器支架普遍出现断裂现象,经判断原因是动强度设计不合理,在振动载荷作用下发生疲劳破坏,为了确保支架不出现结构损伤,保证飞行安全,需要进行结构优化设计分析。基于克希霍夫理论,采用有限元分析手段,通过改变厚度、材料与结构形式的方法,对支架进行模态分析与随机响应分析,最终得到了在满足动强度设计要求的情况下质量最轻的支架。根据分析结果总结了一种结构优化设计分析的流程:先改结构形式,用相对系数判断优劣;再选疲劳性能好的材料;最后选择合适的厚度。该流程在本文中得到有效实施,可在今后用于相似结构的优化设计分析。