系有绳索的水下浮体上浮性能仿真及实验研究

发布时间：2025-01-10 23:00

　　 论文通过对带有绳子和固定滚筒的浮体上浮过程的受力分析,建立了典型带绳子滚筒的浮体上浮过程动力学模型,并通过数值仿真,绘制出浮体上浮速度、位移随时间变化的函数曲线图。通过实际救生筏球形浮体的水下释放实验验证其理论模型的准确性。实验结果表明,该浮体上浮所达到的最大速度以及达到最大速度后速度逐渐下降的趋势与仿真结果接近。

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【部分图文】：

图1 浮体、绳子、滚筒模型

因为实际实验的浮体近似球形，为了接近实验的实际情况，浮体简化为球体，建立模型后如图1所示。对浮体模型作受力分析，如图2所示。

图2 受力分析

对浮体模型作受力分析，如图2所示。有些情况绳子的重量可以忽略不计，例如救生筏绳索系统，绳子轻。而有些情况绳子的重量不可忽略不计，例如水雷的水下释放，因为锚链的重量比较大，锚雷在上浮过程中，锚链的重量就不能忽略，但是这里本文统一考虑绳子重量，并用m(t）表示，读者可根据实际绳索情况....

图3 受力分析

对球形浮体上浮过程中的滚筒作受力分析，因为本次实验存在滚筒的制动装置，因此存在制动力矩，另外还需考虑滚筒中间的轴零件与其他零件相对运动产生的摩擦，因此还存在轴的摩擦力矩，但是制动装置制动也是采用摩擦力制动原理，并且两者都是常数，因此这里进行简化（制动装置忽略不画），统一用摩擦力矩....

图4 速度与时间的关系

为了绘制浮体上浮的速度、加速度、位移以及绳子拉力和时间的关系曲线，使用实际测量的数据：M浮体=200kg,F浮=320N,g=9.8N/kg,J=0.6kg·m2,r=0.045m,ps=1025kg/m3,pl=0.1kg/m（钢丝绳），c=0.5,A=0.6,M摩=3N·m。....

本文编号：4025557