仿生水下机器人发展现状及关键技术分析

摘要: 与传统的轴向螺旋桨水下航行器相比,仿生水下机器人具有更安静的驱动、更高的推进效率和更强的机动能力,仿生水下机器人正逐渐成为水下探测和作业的重要工具。仿生水下机器人依据其模仿对象不同,可分为仿鱼型、仿多足爬行动物型以及仿软体动物等类别,本文旨在综述仿生水下机器人的研究进展包括一些新型仿生水下机器人及其推进方式和未来发展趋势。已有研究表明,仿生水下机器人通过模拟水生生物的游动方式、感知机制和行为特性,展现出较传统水下设备更高的机动性、适应性和智能水平,具有重要的科研价值和巨大的实际应用潜力。

船用材料运输工装的研发与应用

摘要:在多批量、多船型并行建造的总组阶段,原有的龙门吊、塔吊等吊装资源已无法满足所有材料的吊装需求,需按任务的轻重缓急及申请顺序进行吊装作业。由于巨型总段等晒装材料物量巨大,吊运作业无法满足作业需求,造成经常性等待作业,导致现场人员出现作业等工、误工的工时浪费。为此,研发了一种适用于多工况船舶建造场景作业的材料运输工装,在吊车等资源不足的情况下,可以长期有效地运输材料,以满足现场材料吊运需求。

国内外无人艇布放与回收系统发展综述

摘要:安全、可靠、高效、经济和可重复使用的布放与回收系统是开展无人水面艇(USV)布放回收作业所需重要设备。综述当前国内外USV 布放与回收系统的最新研究具有重要意义。对现有USV 布放与回收系统的特点进行比较,结果表明,采用托架吊放式收放技术的USV 布放与回收系统在通用性和经济性等方面相比其他类型布放与回收系统具有显著优势,且其对母船和USV 固有结构的影响较小。在此基础上,从回收引导和捕获对接等方面阐述该型布放与回收系统采用的关键技术,总结国内外USV 布放与回收技术开发面临的难点,展望该技术今后的发展趋势,为后续USV布放与回收系统的研发提供参考。

超大型自航绞吸挖泥船清洁燃料应用

摘要:为满足更加严格的排放标准,开发使用清洁能源的超大型绞吸挖泥船,不仅可满足绿色港口、航道建设需要,还可以填补国内绞吸挖泥船使用清洁能源的空白,同时也可进一步降低船舶营运成本,提高船舶的营运效益。文章介绍了船舶应用清洁燃料的现状及趋势,以超大型绞吸挖泥船作为大型绞吸挖泥船舶,有针对性地分析了LNG 双燃料和甲醇双燃料超大型绞吸挖泥船动力系统配置、动力系统布置、动力系统初始投资、运营维护成本等。提出了未来超大型自航绞吸挖泥船应用清洁燃料的要点,为船舶设计提供理论和技术参考。

采用混合结构叶片的双叶轮漂浮式风力机气动特性

摘要:[目的]为实现漂浮式风力机“降本增效”,提出一种新型双叶轮漂浮式风力机,即采用混合结构叶片的双叶轮漂浮式风力机。[方法]基于自由涡尾迹方法研究其在平台静止和运动状态下的气动特性。[结果]结果表明,无论平台静止还是运动,采用混合结构叶片的双叶轮漂浮式风力机在2种不同叶轮布置形式下的总功率均较传统单叶轮具有一定优势,同时能在一定程度上降低风力机叶片的成本。其中,混合结构主叶轮上风向布置配合常规副叶轮下风向布置为最优方案。[结论]研究成果可为海上风电的降本增效提供一定参考。

大型海洋结构物横向滑移装船技术

摘要:滑移装船是海上导管架平台、上部组块等大型海洋工程结构物施工过程的重要环节。为了研究大型海洋结构物横向滑移装船的可行性及关键点,降低装船施工成本及对建造场地的适用性要求,提高装船效率,保证结构物及运输船安全,指导装船作业安全开展。应用MOSES 软件,对国内某海上风电场升压站上部组块滑移装船过程进行模拟计算,将上船过程划分为若干步,以每步的分界点作为结构物滑移作业和船舶调载操作的控制点,对运输船的浮态、稳性、船体强度、调载能力以及潮汐等多重因素进行综合协调以减小误差使装船各步骤平稳过渡,从而分析大型海洋工程结构物滑移装船的可行性及关键点。从模拟结果可确定结构物在装船过程中,运输船能够实现平衡的最小浮态,并结合潮汐变化确定最终装船计划,通过各步骤的调载模拟为船方提供理论调载依据。相关分析和结论对于大型海洋工程结构物滑移装船作业提供理论指导,具有一定参考意义。

滑动轴承仿真分析技术进展及前沿探索

摘要:[目的] 滑动轴承因其结构紧凑、承载能力强和运行平稳等优点,被广泛应用于航空航天、船舶和风电系统等高端制造领域,因此,精准预测滑动轴承在复杂工况下的润滑性能与服役行为,构建合理且高效的润滑模型成为该领域的核心问题之一。[方法] 系统地回顾滑动轴承经典润滑模型的发展历程,重点分析流体动压润滑(HD)、弹性流体动压润滑(EHL)、热流体动压润滑(THD),以及热弹流混合润滑(TEHD)等典型模型的理论基础与适用范围。同时,梳理针对现代滑动轴承在高载荷、变转速、温升显著及材料弹性响应等复杂工况下的多物理场耦合建模方法,并探讨轴偏斜、湍流效应、空化现象与表面粗糙度等关键因素的建模与影响机制。[结果] 已有研究和文献表明,多物理场耦合与多因素协同建模方法有助于提高润滑性能的预测准确性。此外,神经网络与物理模型的融合在数据驱动与物理约束协同建模方面展现出良好的应用潜力,可有效提升模型的泛化能力与计算效率。[结论] 总结滑动轴承仿真分析技术的未来发展趋势,并展望了未来在智能建模与多尺度物理融合方向的研究前景。

大型油船码头靠船墩导管架结构应力分析

摘要:以开水域百米水深的30万吨级油船码头靠船墩结构为研究对象,对导管架结构在环境载荷和船舶载荷作用下的应力开展分析。借鉴海洋油气导管架平台结构形式,结合靠船墩导管架结构主要承受水平船舶载荷的特性设计八腿柱、裙桩基础的靠船墩导管架结构形式。采用Ansys有限元软件建立结构分析模型,根据环境条件、载荷组合等参数对靠船墩导管架结构进行4种不同工况下的静力分析。分析结果显示,在船舶靠泊工况下导管架结构位移和应力达最大值,主要出现在近泥面处主腿柱位置,结构应力满足许用应力要求。研究结果表明百米水深大型油船码头采用导管架结构具有一定的可行性,可为深水油船码头结构选型和设计提供一定的参考。

低磁钢配油轴密封副的耐磨材料匹配研究

摘要:[目的] 为提高船舶低磁钢配油轴配油密封副的耐磨性能,[方法]针对低磁钢(18Mn12Cr18Ni2N)配油轴,调研选取了五种匹配耐磨材料,开展了物理性能检测;建立了低磁钢材料配油密封副仿真模型,进行了应力场计算和匹配仿真,并对研究材料的匹配性能进行了比较。开展了大载荷和高PV 的初筛试验和细化试验,进行了摩擦因数、磨损量、表面形貌分析等测试数据和摩擦机理分析,对研究材料的耐磨性能进行比较。[结果]通过理论研究结果与试验研究结果一致表明,锡青铜(ZQSn10-1)和铝青铜(SCu6100A)的热应力特性和耐磨性能均优于现役材料巴氏合金(ZSnSb11Cu6)。[结论]因此,锡青铜(ZQSn10-1)和铝青铜(SCu6100A)可以有效提高低磁钢配油轴密封副的耐磨性能。

船用颗粒阻尼能量损耗特性影响研究

摘要:颗粒阻尼技术作为抑制低频振动的重要方式,可应用于抑制船舶低频振动。为探索颗粒阻尼器的耗能机理,本文基于离散单元法对颗粒阻尼器在不同振幅、不同填充比、不同振动频率下的运动状态和耗能进行研究。结果表明:颗粒在填充比为50%的工况下,在不同振动频率和振幅激励时颗粒的运动状态比较丰富,出现了不规律的耗能现象;填充比为70%、90%时,颗粒的耗能随着振动的幅值和频率的增加而增加,特别是在颗粒填充比为70%、振动频率为120Hz、振幅为5mm的情况下,颗粒的耗能达到了顶峰。在损耗因子方面,振幅在1~4mm时90%填充比要明显高于50%、70%填充比;在振幅为5mm时,90%填充比低于70%填充比而高于50%填充比。