深海张开式吊点作业工具研制

发布时间：2017-07-25 22:09

  本文关键词：深海张开式吊点作业工具研制

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【摘要】：寻找飞机黑匣子是查明飞机失事原因的主要方法。本文为了解决坠入深海失事飞机上黑匣子的打捞问题,分析了黑匣子在水下的多种位置状态,针对黑匣子掩埋在飞机残骸下面的特殊情况,提出一种飞机残骸的吊点连接方案。参考相关水下吊点生根的手段,根据选定方案设计出一件吊点作业工具。在实际工程应用中,该工具固定于缆绳末端,可以随缆绳下放到残骸位置。在水下机器人的机械手协助下,能够在深海与残骸连接并提起残骸,最终找到藏于残骸内或是掩埋于残骸下的黑匣子。首先对飞机残骸的主要形状及结构特性进行了分析,确定了飞机残骸的局部特征。选择飞机舷窗窗口作为起吊点,提出了可以配合舷窗形状达到连接和提升目的的吊点作业机构。结合动作和功能要求,提出了三种不同的机构类型并分别进行了运动学和动力学分析。根据机构的运动和动力特点,选择滑块摇杆机构进行设计。建立了所选机构的运动学模型,根据各构件之间的运动关系建立了连接和提升过程中的数学模型,利用ADAMS软件分析了该机构在深海条件下的运动特点,对构件的主要尺寸进行了优化设计。然后设计主要构件,并利用复合形法对机构进行了质量的优化设计,减轻了工具的质量,确定了各构件的尺寸及形状。对主要承力部件进行强度分析,在Workbench软件中进行工具承载能力的分析。最后对起吊过程中缆绳的运动进行了仿真实验,加工出一套原理样机并进行了功能性试验。
【关键词】：飞机残骸 深海 吊点作业 运动分析 优化设计
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U676.8;V328
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外打捞方法和装备的研究现状11-19
• 1.2.1 海底沉物的打捞方法11-13
• 1.2.2 相关吊装工具的介绍13-16
• 1.2.3 ROV机械手参数和性能比较16-18
• 1.2.4 国内外研究现状分析18-19
• 1.3 论文的主要工作19-20
• 第2章 吊点作业功能分析与机构设计20-34
• 2.1 目标残骸结构特征20-22
• 2.2 吊点工具功能和原理分析22-30
• 2.3 三种机构的比较30-31
• 2.4 吊点工具尺寸和材料的选择31-33
• 2.4.1 尺寸选择31-32
• 2.4.2 材料选择32-33
• 2.5 吊点作业工具整体吊装方案确定33
• 2.6 本章小结33-34
• 第3章 吊点作业工具的优化设计34-49
• 3.1 吊点工具的三维建模34-36
• 3.1.1 整体结构组成35-36
• 3.1.2 具体工作过程36
• 3.2 机构运动精度可靠性分析36-38
• 3.3 吊点作业工具运动学建模与优化38-43
• 3.3.1 自由度的确定及约束条件的添加38-39
• 3.3.2 吊点工具水下动力学分析39-41
• 3.3.3 ADAMS连杆长度的优化41-43
• 3.4 吊点工具尺寸优化设计43-48
• 3.4.1 选定机构的数学建模43-44
• 3.4.2 目标函数的选定44-46
• 3.4.3 多目标优化分析46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第4章 吊点作业工具强度分析49-64
• 4.1 吊点作业工具的结构组成与计算49-54
• 4.1.1 各部件尺寸及作用49-52
• 4.1.2 关键部件受力计算52-54
• 4.2 吊点作业工具的强度校核54-57
• 4.3 吊点作业工具的减重57-58
• 4.4 仿真试验与功能性试验58-63
• 4.4.1 钢丝绳仿真实验58-61
• 4.4.2 吊点作业工具功能性试验61-63
• 4.5 本章小结63-64
• 总结64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68

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本文编号：573509