船用吊艇架被动式波浪补偿技术研究

  吊艇架是船舶上收放小艇的重要设备,装有波浪补偿系统的吊艇架可以补偿小艇和母船的相对运动,避免由于绳索松驰而产生冲击,减小海浪对小艇收放过程的影响,保障设备和人员的安全。 本文对吊艇架被动式波浪补偿技术做了如下研究:首先,在分析被动式波浪补偿基本原理的基础上,综述起升和被动下降工况的特点。由于补偿速度和补偿张力是波浪补偿技术的重点,因此对补偿速度和补偿张力进行深入研究。分析母船运动和吊艇架安装位置对补偿速度的影响,并进行仿真分析。在研究小艇受力基础上分析补偿张力对小艇摇摆的影响,对补偿张力的减摇效果进行仿真分析。其次,对常用的蓄能器被动式波浪补偿装置进行分析,在理论分析的基础上建立其数学模型,对其特性进行仿真分析,得到蓄能器补偿装置的特点。针对蓄能器补偿装置在补偿速度、补偿张力和补偿距离等方面的不足,设计基于双排量马达的被动式波浪补偿装置,利用马达恒扭矩原理实现恒张力补偿;通过马达变工况的方式实现绳索的随动补偿;利用双排量马达可变排量的特点实现波浪补偿和收放小艇模式的转换。在理论分析的基础上建立起升和被动下降工况相应的数学建模,通过对数学模型的研究及仿真,分析其参数变化对系统性能的影响。最后,对双排量马达被动式波浪补偿装置工作过程进行仿真研究,分析溢流阀压力、供油量和马达排量等参数对系统的影响。 分析表明基于双排量马达的吊艇架被动式波浪补偿技术理论上可行,但实际应用效果有待工程验证。

【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U664.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 吊艇架波浪补偿技术概述11-14
• 1.2.1 吊艇架主要设备的介绍11-13
• 1.2.2 主动式波浪补偿13-14
• 1.2.3 被动式波浪补偿14
• 1.3 课题研究现状14-19
• 1.4 本文的主要工作19-21
• 第2章 吊艇架被动式波浪补偿技术的原理分析21-34
• 2.1 吊艇架被动式波浪补偿的基本原理21-22
• 2.2 补偿速度的分析22-26
• 2.3 补偿张力的分析26-32
• 2.4 吊艇架被动式波浪补偿技术指标32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 吊艇架常用被动式补偿装置的分析34-45
• 3.1 蓄能器补偿装置的工作原理34-35
• 3.2 蓄能器补偿装置的数学模型35-38
• 3.3 蓄能器补偿装置的仿真分析38-43
• 3.3.1 蓄能器补偿装置的刚度分析38-39
• 3.3.2 蓄能器补偿装置特性的仿真分析39-43
• 3.4 双马达驱动补偿绞车的工作原理及分析43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 基于双排量马达的被动式补偿装置的设计45-58
• 4.1 双排量马达补偿装置的设计原理45-47
• 4.2 双排量马达补偿装置的工况分析47-49
• 4.2.1 起升工况47-48
• 4.2.2 被动下降工况48-49
• 4.3 双排量马达补偿装置主要参数对系统的影响49-53
• 4.4 双排量马达补偿装置的建模型及性能分析53-57
• 4.4.1 起升工况的建模及性能分析53-55
• 4.4.2 被动下降工况的建模及性能分析55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 吊艇架双排量马达补偿装置的仿真分析58-69
• 5.1 双排量马达补偿装置的AMESim 仿真模型58-60
• 5.2 双排量马达补偿装置的仿真分析60-63
• 5.2.1 流量仿真60-61
• 5.2.2 小艇运动状态仿真61-62
• 5.2.3 补偿速度和补偿恒张力的仿真分析62-63
• 5.3 主要参数对补偿系统影响的仿真分析63-68
• 5.3.1 供油源流量对系统影响的仿真分析63-66
• 5.3.2 溢流阀压力对系统影响的仿真分析66
• 5.3.3 马达排量对系统影响的仿真分析66-67
• 5.3.4 缓冲装置对系统影响的仿真分析67-68
• 5.4 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果73-74
• 致谢74

【参考文献】

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