基于内河船舶的气囊式抗横倾计算与仿真研究
发布时间：2021-07-11 15:04
在近几年来,国内外客船在恶劣海况中发生倾覆的事件时有发生,这严重危害了船员和旅客的生命财产安全。为此,我们经过大量的资料研究并结合气囊的特性,提出将气囊应用到船舶安全并取得了相关专利,这种方法具有一定的创新性,将会给船舶安全研究方面带来重要意义。本文的具体研究工作如下:首先,从静力学与动力学两方面对船舶横倾运动进行机理研究,并建立了“船舶-气囊”横倾运动方程模型及力学分析。之后以一艘内河船舶为例,进行了大倾角下气囊对船舶静稳性影响理论计算分析。然后基于推板造波原理与任意拉格朗日-欧拉（ALE）方法进行了规则波浪的数值模拟研究,通过建立船舶与气囊有限元模型,研究了船舶与水之间的流固耦合作用,最终实现波浪下应急气囊对船舶抗倾运动影响的仿真研究,同时对理论计算进一步验证。最后根据实船参数与计算结果,设计了一种气囊连接装置方案,并选取了 5°、10°、16°、20°四种船舶稳定横倾状态进行相应的气囊受力分析,通过SolidWorks和ANSYS软件联合仿真分析不同倾角下连接装置的应力和应变的集中情况以及随角度增大而产生的变化规律,并判定是否符合合理接受范围。在此基础之上,采用响应面设计方法对气...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]空投设备气囊缓冲系统的缓冲特性分析与匹配方法[J]. 吕哲源,王红岩,洪煌杰,李建阳,芮强. 装甲兵工程学院学报. 2014(04)
[2]数值波浪水槽构建与二阶Stokes波仿真[J]. 黄华,邓冰,陈昱松,刘娟. 系统仿真学报. 2012(01)
[3]基于可靠度敏感性的2种响应面法研究边坡稳定性[J]. 吴坤铭,王建国,谭晓慧,毕卫华. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2011(08)
[4]船舶气囊下水的动力学分析[J]. 李玉芬,吴剑国,冯华. 船舶. 2011(04)
[5]规则纵浪中船舶参数激励横摇运动研究[J]. 李浩,陆建辉. 船舶. 2011(01)
[6]火星探测器气囊缓冲系统着陆过程仿真[J]. 戴华杰,胡振东,咸奎成,彭福军. 力学季刊. 2010(04)
[7]基于边界造波法的二阶Stokes波的数值生成[J]. 刘霞,谭国焕,王大国. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2010(01)
[8]舷侧充气气囊装置设计[J]. 雷林,唐义虎. 重庆工学院学报(自然科学版). 2009(07)
[9]汽车车架结构多目标拓扑优化方法研究[J]. 范文杰,范子杰,苏瑞意. 中国机械工程. 2008(12)
[10]有限元法在结构分析中的应用[J]. 叶绍松,阮祥发,赵燕. 机械研究与应用. 2005(04)
硕士论文
[1]波浪对直升机应急漂浮系统稳定性的影响[D]. 侯斌.南京航空航天大学 2016
[2]安全气囊性能仿真及优化研究[D]. 王美松.华南理工大学 2014
[3]安全气囊模拟起爆试验方法研究[D]. 龙瑶.湖南大学 2013
[4]随机海浪下的船舶非线性横摇与倾覆研究[D]. 柴威.上海交通大学 2013
[5]双圆柱气囊缓冲性能研究[D]. 黄国.北京交通大学 2012
[6]火星着陆缓冲气囊地面投放冲击试验过载等效设计[D]. 孙妍妍.南京航空航天大学 2012
[7]基于抗倾覆性与浮态自恢复性无人艇仿真研究[D]. 于海军.哈尔滨工程大学 2012
[8]气囊工作过程仿真研究[D]. 程涵.南京航空航天大学 2009
[9]无人机回收气囊减震性能的有限元研究[D]. 方康寿.浙江大学 2008
[10]减摇水舱优化设计及控制研究[D]. 石敬.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3278325
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．?７机械组成部分?图２．?８自动控制部分??Ｆｉｇ．?２．７?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?ｓｅｃｔｉｏｎ?Ｆｉｇ．?２．８?Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｅｃｔｉｏｎ??
?从功能上看，该装置又可分为触发控制模块、气体发生模块和安全气囊三部??分。如图２．９。触发控制模块包括检测单元、信号处理单元和手动操作控制面板。??其中，检测单元用于实时测量船舶运动，并将相应的信号传送给信号处理单??元。信号处理单元内设置船舶横倾角阈值和船舶横倾角速度阈值，并与接收到的??信号相对比，当所接收的信号中任意一个超过相对应的阈值时，信号处理单元判??断船舶有倾覆风险时，会发出信号使气体发生模块为气囊充气。手动操作控制面??板为当船舶驾驶人员根据气象观察和驾驶台航行数据判断有险情发生的可能性时，??手动操作控制面板发出信号使气体发生模块为气囊充气。??：触发控而块１??．?ｉ「检》单＾］￣￣「士?Ｉ?｜??７Ｌ?丨拉制面板：??Ｉ?Ｌ—■■■■■?■＿■■?Ｍｉｌ?Ｌ．?１?ｉ??Ｉ??＾?涵?Ｍｉ?运２?二－二二．．－．二二二二?＋?！??：｜化学式气体发生装置?ｃ〇２气体发生装置??ｒ电点灭ｗ｜一?！——：二…?ｉ??Ｌ—Ｈ」?＇?：ｃ〇２储气?ｔ?；??ｎｍｒｎｗ＂?！??＆气＿?ｉ換管路＾?：??｜?！??ｉ??Ｉ??５?＇?Ｉ??￥全气囊３??图２．?９装置总体构造图??Ｆｉｇ．?２．９?Ｔｈｅ?ｏｖｅｒａｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｅｖｉｃｅ??（２）部分组件的选型??通过选择对比，对上述触发模块的检测单元优选采用ＭＲＵ?（Ｍｏｔｉｏｎ?Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ??Ｕｎｉｔ
?０．１２９３?０．?１０５９?０．０７８７?０．０４８１?０．６７０６??装气獎后复原力臂?７２／ｍ?０．５５８０?０．３８８３?０．?１７０２?－０．０６９０?２．４３８２??根据上表做出安装气囊后复原力臂曲线，如图３．６。??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]空投设备气囊缓冲系统的缓冲特性分析与匹配方法[J]. 吕哲源,王红岩,洪煌杰,李建阳,芮强. 装甲兵工程学院学报. 2014(04)
[2]数值波浪水槽构建与二阶Stokes波仿真[J]. 黄华,邓冰,陈昱松,刘娟. 系统仿真学报. 2012(01)
[3]基于可靠度敏感性的2种响应面法研究边坡稳定性[J]. 吴坤铭,王建国,谭晓慧,毕卫华. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2011(08)
[4]船舶气囊下水的动力学分析[J]. 李玉芬,吴剑国,冯华. 船舶. 2011(04)
[5]规则纵浪中船舶参数激励横摇运动研究[J]. 李浩,陆建辉. 船舶. 2011(01)
[6]火星探测器气囊缓冲系统着陆过程仿真[J]. 戴华杰,胡振东,咸奎成,彭福军. 力学季刊. 2010(04)
[7]基于边界造波法的二阶Stokes波的数值生成[J]. 刘霞,谭国焕,王大国. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2010(01)
[8]舷侧充气气囊装置设计[J]. 雷林,唐义虎. 重庆工学院学报(自然科学版). 2009(07)
[9]汽车车架结构多目标拓扑优化方法研究[J]. 范文杰,范子杰,苏瑞意. 中国机械工程. 2008(12)
[10]有限元法在结构分析中的应用[J]. 叶绍松,阮祥发,赵燕. 机械研究与应用. 2005(04)
硕士论文
[1]波浪对直升机应急漂浮系统稳定性的影响[D]. 侯斌.南京航空航天大学 2016
[2]安全气囊性能仿真及优化研究[D]. 王美松.华南理工大学 2014
[3]安全气囊模拟起爆试验方法研究[D]. 龙瑶.湖南大学 2013
[4]随机海浪下的船舶非线性横摇与倾覆研究[D]. 柴威.上海交通大学 2013
[5]双圆柱气囊缓冲性能研究[D]. 黄国.北京交通大学 2012
[6]火星着陆缓冲气囊地面投放冲击试验过载等效设计[D]. 孙妍妍.南京航空航天大学 2012
[7]基于抗倾覆性与浮态自恢复性无人艇仿真研究[D]. 于海军.哈尔滨工程大学 2012
[8]气囊工作过程仿真研究[D]. 程涵.南京航空航天大学 2009
[9]无人机回收气囊减震性能的有限元研究[D]. 方康寿.浙江大学 2008
[10]减摇水舱优化设计及控制研究[D]. 石敬.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3278325
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