沉船提升被动型液压升沉补偿系统设计与仿真研究

发布时间：2017-09-06 14:22

  本文关键词：沉船提升被动型液压升沉补偿系统设计与仿真研究

  更多相关文章： 被动式升沉补偿 蓄能器 仿真

【摘要】：近年来,随着我国海洋工程的不断发展,水运货物总量不断增加,船舶也逐渐趋于大型化,大吨位船舶不断增多,海上应急抢救打捞作业形势日趋严峻。为了应对此类危险形势,国内各大打捞局以及相关公司开始采用新形式打捞工艺进行沉船打捞,其中液压同步提升系统得到广泛应用。然而,在海上工程施工当中,是以船舶为工程基地,驳船不同于陆地,会由于海况的不同随着风浪进行不规则的摇摆以及升沉的运动,甚至在实际打捞作业过程中出现单根钢缆受力过大的现象,这样会严重加大海上工程的难度,导致海上工程事故的发生。所以,本文提出被动式升沉补偿系统,以实现在较高海况下工程仍能安全进行的目的。带升沉补偿装置的沉船打捞液压同步提升系统具有可适用于复杂海况、打捞吨位大、作业效率高、不受水深限制等优点,是深水中打捞大吨位沉船的核心技术。本论文对大吨位沉船打捞液压同步提升系统进行研究,并提出带有蓄能器的被动式升沉补偿系统。通过建立数学模型以及仿真模型的方法,设计并研究升沉补偿系统的工作特性,并进一步研究在蓄能器接入时加有比例节流阀之后升沉补偿系统的工作特性。本论文介绍了国内外升沉补偿系统技术研究的发展现状。根据沉船打捞的作业条件以及沉船负载的情况,运用水动力分析软件Hydrostar,得到驳船的升沉运动情况。并以“世纪之光”号沉船为例,对沉船进行数学分析,建立负载的数学模型。综合考虑,采取被动式升沉补偿形式,提出大吨位沉船提升被动式升沉补偿系统的总设计方案,制定液压系统总体设计方案,绘制液压系统原理图,完成补偿系统各液压元件的布局设计。论文对升沉补偿系统的液压原理进行设计,借助软件AMESim的分析,确定液压系统参数,验证被动补偿的可行合理性,并且进而设计研究带有比例节流阀的升沉补偿系统的工作特性,对沉船液压同步提升被动式升沉补偿系统变节流控制技术进行研究。另外,初步设计补偿系统试验策略,制定试验平台的设计方案。最后对沉船液压同步提升被动式升沉补偿系统变节流控制技术的相关研究进行了总结和展望。
【关键词】：被动式升沉补偿 蓄能器 仿真
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U676.63
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 课题研究背景11-18
• 1.1.1 研究意义11-12
• 1.1.2 “畅通”轮打捞液压同步提升系统构成12-18
• 1.2 深沉补偿系统国内外研究现状18-21
• 1.2.1 深沉补偿系统国外研究现状18-21
• 1.2.2 深沉补偿系统国内研究现状21
• 1.3 课题的提出及主要研究内容21-22
• 1.4 本章小结22-23
• 第2章 沉船负载数学模型及其简化23-30
• 2.1 零波面理论23
• 2.2 沉船在海水中所受阻力23-26
• 2.2.1 船舶阻力23-24
• 2.2.2 粘性阻力24-26
• 2.3 沉船数学模型简化26-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 沉船提升被动型液压升沉补偿系统原理设计30-42
• 3.1 沉船提升升沉补偿系统作业条件30-31
• 3.2 驳船运动响应31-32
• 3.2.1 水动力分析软件HydroStar31
• 3.2.2 驳船垂荡响应31-32
• 3.3 沉船补偿液压系统设计32-35
• 3.3.1 系统分析32-33
• 3.3.2 升沉补偿系统液压原理33-35
• 3.4 升沉补偿系统液压元件选型35-38
• 3.4.1 升沉补偿系统流量计算35-36
• 3.4.2 液压元件选型36-38
• 3.5 升沉补偿系统液压元件布局图38-41
• 3.6 本章小节41-42
• 第4章 沉船提升被动型液压升沉补偿系统仿真分析42-58
• 4.1 液压元件数学模型42-45
• 4.1.1 比例方向阀42-43
• 4.1.2 液压缸运动方程43-44
• 4.1.3 蓄能器数学模型44-45
• 4.2 升沉补偿系统仿真45-54
• 4.2.1 AMESim仿真软件介绍45
• 4.2.2 升沉补偿系统仿真45-47
• 4.2.3 仿真结果分析47-54
• 4.2.4 本节小结54
• 4.3 节流阀仿真54-57
• 4.3.1 比例节流阀仿真54-56
• 4.3.2 连接液压缸负载的比例节流阀仿真56-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 沉船提升被动型液压升沉补偿系统试验平台设计58-66
• 5.1 升沉补偿系统试验平台的设计58-61
• 5.1.1 升沉补偿系统试验台的研究58-59
• 5.1.2 升沉补偿系统试验平台的建立59-61
• 5.2 升沉补偿系统试验平台液压原理的设计61
• 5.3 升沉补偿系统试验平台液压元件选择61-65
• 5.3.1 系统流量计算62-64
• 5.3.2 液压元件选型64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间公开发表论文71-72
• 致谢72

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本文编号：803633