【摘 要】
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针对深海环境中的水压较高,水下连接器需进行湿式插合的需求,设计深海电信号连接器的动密封和水压平衡压力补偿结构.基于接触力学和材料力学中的悬臂梁结构理论,建立基于动密封前后两过程的连接器插合力数学模型,并通过ANSYS Workbench仿真软件获取试验原始数据,并验证该尺寸插合力数学模型的正确性.通过正交试验设计分析过盈量和摩擦因数对插合力的影响,结果发现,当摩擦因数取0.21、过盈量取1.1 mm时,动密封前过程插合力取最优.此外,采用多目标优化模型对冠簧结构和动密封后过程插合力进行优化,得到冠簧最佳尺
【机 构】
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上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海临希智能科技有限公司,上海201306
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针对深海环境中的水压较高,水下连接器需进行湿式插合的需求,设计深海电信号连接器的动密封和水压平衡压力补偿结构.基于接触力学和材料力学中的悬臂梁结构理论,建立基于动密封前后两过程的连接器插合力数学模型,并通过ANSYS Workbench仿真软件获取试验原始数据,并验证该尺寸插合力数学模型的正确性.通过正交试验设计分析过盈量和摩擦因数对插合力的影响,结果发现,当摩擦因数取0.21、过盈量取1.1 mm时,动密封前过程插合力取最优.此外,采用多目标优化模型对冠簧结构和动密封后过程插合力进行优化,得到冠簧最佳尺寸、动密封后过程最佳插合力和最优化材料,为深海电信号连接器设计提供参考.
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以帽型加筋板结构为研究对象,设计开展落锤碰撞冲击试验,分析其损伤变形情况.在此基础上,分析确定帽型加筋板结构在碰撞冲击载荷作用下的变形模式,进而推导得到瞬时结构抗力的解析计算公式,并与试验结果比较验证解析计算方法的合理性.该解析方法对帽型加筋板的碰撞性能设计及评估具有指导意义.
在进行船舶舱室布局的过程中,针对船舶舱室布置过程中主要考虑设备功能性需求而维修性考虑不充分的情况,通过分析维修性设计要求,结合船舶舱设备布置特点,建立面向维修性增长的船舶典型舱室布局问题的数学模型,根据相关规范要求设置约束条件及目标函数,选取某型船的主机舱,利用剩余空间分割法对该机舱设备的随机布置方式进行规划,运用粒子群算法进行优化求解,可有效提高船舶舱室的维修性设计水平,研究成果可为船舶舱室的布置提供参考.
为进一步提高船用燃机排气引射器的工作性能,降低红外辐射,以某型船用燃机排气系统为研究对象,采用数值模拟的方法对船用燃气轮机排气系统在不同工况下的工作性能进行数值模拟研究,获得各工况下燃气轮机排气系统出口处的温度场.在此基础上,分析主喷口面积和侧壁窗口面积对排气系统出口温度分布的影响.研究结果表明,随着主喷口出口面积的逐渐减小,引射系数和总压损失都有所增加,排气室侧壁窗口面积的增加会增大整个装置的引射系数,但变化幅度低于主喷管出口面积变化造成的影响.
基于2艘邮船的具体数据,通过统计学对比分析方法对几种船舶钢材估算方法在邮船上的适用性进行分析,并通过一元回归分析方法,针对沃森法采用的通用钢材重量估算曲线,对客船数据进行修正,回归出一种在邮船设计初期的船体钢材重量估算公式.经过邮轮实船数据检验,该估算公式误差较小,可为国内邮船设计中的空船重量分配和重量控制目标等关键指标的确定提供参考.
为进一步推动水下湿法焊条电弧焊的应用,设计并研制一套能实现水下电弧摆动功能的湿法焊条电弧自动焊接试验系统.利用该系统进行水下摆动电弧焊条电弧焊焊接试验.试验结果表明:该系统能实现稳定的水下焊接过程,焊缝熔宽均匀.随着摆动幅度和摆动频率的提高,焊缝熔宽均有增大的趋势,焊缝铺展性的确得到改善,但同时电弧稳定性均呈不同程度的下降趋势.此外在短弧焊接条件下,水下湿法焊接易产生短路过渡,焊接电流和焊接电压波形波动较大,但该现象在摆动频率为2Hz时有所改善.
动力学模型是机器海豚研究的一个重点和难点.基于胸鳍/尾鳍协同推进模式,采用“叶片单元法”建立2自由度胸鳍动力学模型,根据伯努利原理和大展弦比机翼平衡理论提出尾鳍动力学模型.通过MATLAB进行数值仿真,获取胸鳍、尾鳍的运动规律和不同模式下的游动速度;进一步分析机器海豚的游动模式和运动参数对直游性能的影响,为机器海豚的设计提供理论依据.该研究有助于进一步认识和研究海豚的运动机理,从而提高机器海豚的游动性能.
为提高船用脱硫塔的脱硫效果,基于带余热回收的新型脱硫塔模型,将第1层喷淋层置换为喷雾层,以改善其喷淋条件.在此基础上,基于欧拉-拉格朗日模型和双膜理论建立脱硫塔仿真模型;针对典型工况,利用FLUENT软件模拟计算塔内流场参数和SO2吸收状况.对喷淋角度、喷淋层间距、喷淋温度和喷雾层位置等设计参数进行优化计算,结果表明:该脱硫塔的最佳喷淋角度为170°;喷淋层的最佳间距为2.5 m;喷淋的最佳温度为300 K;喷雾层的最佳位置为第1层.综合最佳喷淋参数,该脱硫塔的脱硫效率为96.32％.
以动力系统产品研制技术的快速发展为背景,介绍扭矩标准装置对提升产品质量和可靠性的作用.以30 kN·m扭矩标准装置的技术设计为主线,介绍大扭矩刀口静重式标准装置的设计原理、结构组成、功能特性等内容,重点描述装置的标准力臂机构、内外圈砝码组机构、砝码升降机构、平衡机构的设计要点,最后对装置的不确定度进行了初步分析.研究结果可为扭矩专业的计量测试人员提供设计扭矩标准装置的技术指导.
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