复杂环境下消防应急排/供水成套装备研发及其产业化

随着国家综合性消防救援队伍的建立,消防救援队伍职能任务拓展,抗旱排涝成为其主责主业.2019年6月至2020年12月,依托消防科学技术研究计划应用创新项目"复杂环境下消防应急排/供水成套装备研发及其产业化"(2019XFCX30),应急管理部上海消防研究所联合福建侨龙应急装备股份有限公司、甘肃省消防救援总队、山东省消防救援总队、天津市消防救援总队、广东省消防救援总队、厦门理工学院等单位针对国家综合性消防救援队伍除处置重特大火灾事故外,要大量处置抗旱排涝灾害事故的现实需求,创新研制了应急排/供水成套装备,包括排水泵车、水陆两用自行走排水机器人、加压泵车、灭火布管加压车和水带铺设车.项目成果被列入2022年度消防科技成果推广应用计划,在甘肃、福建等地进行推广,相关产品累计销售3.4亿元,参与多次抢险排涝救灾,社会经济效益良好.

螺旋式臂架系统固定支座结构优化设计

以某型螺旋式臂架系统固定支座为研究对象,为验证固定支座的结构性能并实现轻量化,建立螺旋式臂架系统整体刚-柔耦合模型,利用多体系统动力学软件ADAMS得到固定支座的极限作业工况,并基于有限元法对固定支座展开静力学分析,确定了优化目标;通过灵敏度分析和最小二乘法构建以尺寸参数和装配参数为设计变量的响应面近似模型;最后结合多目标遗传算法(MOGA)对固定支座进行多目标优化设计。研究结果表明:固定支座能够满足结构性能要求,优化后的固定支座质量下降了13.12%,最大等效应力下降了17.91%,最大变形量下降了16.67%,结构更加紧凑,综合性能明显提高。该研究结果为提高固定支座结构性能提供了参考。

消防多功能抢险车油缸连杆机构的优化

针对某消防多功能抢险车油缸连杆变幅机构变形失效问题,采用Creo、Adams与Ansys软件建立油缸连杆机构和履带车力学模型,仿真分析履带车运动过程中连杆各铰点受力情况。结果表明:连杆变形失效的主要原因是其多处位置强度超过材料许用应力。以最大力为边界条件,利用有限元方法对抢险车油缸连杆进行强度分析,并以油缸连杆铰点最大受力值为优化目标,采用灵敏度分析、优化设计的方法对油缸连杆各铰点进行优化。仿真结果表明:优化后连杆各铰点受力峰值降低50%,最大应力值为208.14 MPa,比优化前降低51.3%,小于材料的许用应力,产品未发生变形失效,优化方案有效。

某取排水车180°铰接式弯管优化分析

为了解决新型铰接式弯管的变形问题,利用ANSYS软件对铰接式弯管进行建模和流固耦合分析,发现原始弯管两侧中部内凹、弯径增大、最大应力超过许用应力,据此提出了导流器错位排布方案。结果表明:采用方案三错位排布导流器方案、将导流器间距设为70 mm时得到最优方案,优化后的弯管4最大应力由178.12 MPa降低到92.4 MPa、降低了 52%,弯管12最大应力由289.52 MPa降低到135.4 MPa、降低了 47%,取得了较好的优化效果,为180°弯管导流器设计提供了一种新方案。