吊头激励下的柔索摆系统建模与仿真

根据起重船柔索摆系统的运动特性,将其运动分解成相互独立的吊物摆动分量和吊索波动分量;采用弦振动理论构建了混合初始边界条件下确保存在唯一性的吊索波动数学模型,并利用无条件稳定的隐式差分法解决了其数值解的稳定性问题;采用以球坐标为摆动角的吊物摆动数学模型和叠加原理得到了逼真的柔索摆运动形态.仿真结果表明,所提出的数学模型和算法能够求解出逼真的柔索摆实时运动形态.     

海洋固定平台导管架浮运过程分析

根据上海交通大学船池的模型试验结果,本文讨论了海洋固定平台导管架浮运过程中的稳性、静水阻力、波浪中阻力增加、摇摆运动的阻尼和附加质量、摇摆运动的频率响应函数、浮筒和桩腿之间的作用力及浮筒的系缆力等问题,同时进行了不规则波统计计算。本文得到的结论和分析方法可以作为浮运过程中的有价值的参考。     

船舶自由纵倾随浪稳性计算

论述了船舶在整个横倾过程中不发生纵倾，浮心只在船体剖面内作二维移动时的 稳性。建立了波浪稳性力臂的表达式和浮态方程式．并对一艘灯光兼围网渔轮在随浪 波峰上的稳性进行了计算，计算结果是满意的。还讨论了船舶在随浪中自由纵倾的情 况；提出了纵倾浮态方程式和流体动压力修正，从而给计算船舶在随浪中的稳性提供 了一种方法。     

筒型基础海洋平台气浮拖航稳性分析

介绍了筒型基础平台充气浮运的浮稳性和自由运动周期的理论分析方法。气浮体的浮稳性通过稳性高参数来判断，并提出了稳性高参数的计算式。气浮体的自由运动周期采用单自由度弹簧体系来计算，部分参数通过试验确定。理论计算得到的稳心半径与模型试验和现场原型试验的测算值非常吻合，气浮结构的静稳性分析理论和浮态分析理论得到了相互验证。最后利用气浮分析理论对一工程结构进行了计算分析。     

基于AQWA的张力腿平台动力响应分析

为研究极端海况下张力腿平台(TLP)的动力响应性能,对一典型传统式TLP平台进行整体设计,并应用势流理论和波浪的辐射/衍射理论,结合水动力分析软件AQWA,考虑随机波浪载荷及风、流载荷的共同作用,对平台在极端海况下的动力响应进行了数值模拟分析,计算在多个不同入射角波浪作用下的平台六个自由度上运动的幅值响应算子(RAOs),模拟分析在极端海况P-M波浪谱作用下平台的动力响应和张力腿的运动响应.结果表明:波浪入射角的不同对平台垂荡运动的RAOs没有明显的影响,对另外5个方向运动RAOs的幅值有明显影响;张力腿提供的附加刚度,对平台上体纵、横摇及垂荡响应作用明显,对平台纵、横荡及首摇也有一定的限制作用;平台的动力响应主要由波浪荷载引起;张力腿在平台上体带动及流荷载作用下会产生较大幅度运动.总之,在张力腿的有效约束下TLP平台可以避开能量集中的波浪频率,表现出良好的纵、横摇及垂荡性能,而张力腿的安全和性能将成为平台安全和性能的重要指标.     

一种小型漂浮式天线基座静力学特性研究

研究了一种新的小型飘浮式卫星天线基座的静力学特性. 根据几何尺寸和受力情况研究其浮态、状态方程和储备浮力;根据重心移动定理、浮心移动定理和等体积倾斜定理研究其浮心、稳心、稳性半径和初稳性高;根据几何旋转不变性,通过数学推理研究其静稳性;根据动力矩的作用过程分析动复原力臂和静复原力臂间的关系,研究其大倾角稳性;利用储备浮力研究其抗沉性. 研究结果表明该基座具有较好的浮性、稳性和足够的抗沉能力.      

柱式抗风浪环境监测浮标水动力特性研究

针对一种新型的柱式抗风浪环境监测浮标在波浪条件下的水动力特性进行了研究.柱式浮标由舱体、浮架、配重、锚绳组成,通过浮架采集水样,实现垂向不同深度的水质分层监测,可用于海水养殖等海域的环境监测.通过物理模型试验,研究多种波浪条件下柱式浮标的运动和锚绳拉力,分析波高、波浪周期对浮标的横摇、纵摇、摇摆角度、锚绳拉力等水动力特性的影响,得到不同波浪要素下浮标的水动力特征参数.结果表明,三向锚绳系缚作用下,浮标运动轨迹受波高的影响较小,垂向运动幅值随波浪周期增大而增大;在研究条件下,迎波面锚绳的最大拉力受波高的影响较小,但随着波浪周期增大而减小.总体而言,所提柱式浮标具有较好的抗风浪能力.     

气浮结构的静稳性分析

建立了结构气浮静稳性分析的理论方法。导出了非对称多体气浮结构的初稳性高度的计算式。理论计算得到的稳心半径与模型试验和现场原型试验的测算值非常吻合 ;通过稳性高参数与静稳性曲线切线斜率的比较 ,气浮结构的静稳性分析理论和浮态分析理论得到了相互验证。所建立的气浮结构静稳性分析理论和浮态分析理论符合实际情况 ,可以在工程中应用 ;由于气浮力折减系数的影响 ,气浮体的浮稳性比对应的实浮体的浮稳性差     

基于ＡＱＷＡ 的带支腿浮式结构的水动力特性分析

在利用有限元软件计算带支腿浮式结构水动力响应时,为了分析网格尺寸对结构水动力特性计算结果的影响,根据势流理论及波浪的辐射/衍射理论,对某带支腿浮式结构的桩腿收起时的水动力响应进行了分析,并运用数值计算软件AQWA对其进行仿真计算,得到采用不同网格尺寸计算时,浮式结构各自由度附加质量、附加阻尼、不同入射角的波浪作用下的波浪激励力及幅值响应算子随波浪频率的变化曲线。数值计算结果表明,网格尺寸对结构附加质量、附加阻尼有一定的影响,对波浪激励力的影响较小,对结构的幅值响应算子影响不大。     

气浮结构的浮态和运动特性分析与试验

研究了筒型基础结构气浮的浮态和运动特性。假设浮筒内的空气为理想气体 ,导出了气浮力的计算式 ,建立了气浮结构静稳态的分析方法和浮态参数的计算方法。按单自由度刚体弹簧体系求得了气浮结构升沉运动的固有周期 ,并对气浮结构的动态特性进行了分析。浮态理论计算结果与模型试验和现场试验数据吻合。文中引进的气浮力折减因数体现了气浮体的恢复力刚度系数与普通浮体的差异 ,该参数对气浮体的浮态、稳性、运动特性都有很大的影响。     

基于Adams和MATLAB/Simulink的桥式抓斗起重机钢丝绳建模与仿真

为了提高钢丝绳动力学仿真的分析速度和求解精度,运用Adams软件的二次开发功能,通过Adams和MATLAB/Simulink联合仿真的方式,求解钢丝绳的动力学特性,并通过实例验证这种方式的可行性。     

基于DATCOM承载电动无人机纵向稳定性操纵性分析

为分析承载电动无人机在初步设计阶段的纵向稳定性和操纵性,并进一步为飞行控制系统设计提供参考数据,通过使用DATCOM软件计算其气动系数,应用小扰动法将非线性运动方程化为线性,并使用MATLAB软件计算其纵向运动特征方程的方法,研究了无人机承载前后的纵向稳定性和操纵性。结果表明：承载电动无人机在加装载荷前后都具有良好的纵向稳定性和操纵性;承载后的速度、俯仰角、迎角和俯仰角速度受扰动后恢复时间是空载时的2.5至2.7倍;升降舵偏转对速度增加量是空载时的2.5倍。本文提出了承载前后的电动无人机的纵向稳定性和操纵性的分析方法,对各种尺寸和重量构型的无人机飞行控制系统初步设计具有重要的参考价值。     

基于模型预测控制的桥式起重机防摇设计

针对桥式起重机工作过程中吊重摇摆的问题,基于预测控制策略提出了一种电子防摇设计方法.首先对桥式起重机进行动力学分析,利用Lagrange方程,建立了面向控制的数学模型.其次,根据对象的历史信息和未来输入预测其将来输出,结合预测误差补偿,通过性能函数的优化得到其控制律.最后,仿真结果表明,所设计的防摇系统能实现小车快速定位和吊重摆角的有效抑制.与最优防摇控制相比,系统超调量和摆角幅度均大大减小,显示了该防摇方法的优越性;加入参数摄动和测量噪声,防摇系统仍能很好地达到控制目标,说明了该防摇方法具有较好的鲁棒性.     

集装箱码头班轮船期准班率的优化

为提高集装箱码头班轮船期准班率,提出基于动态泊位分配的优化数学模型.在考虑桥吊分配前提下,该模型以船舶离港实际开航时间与船期表要求开航时间的平均绝对时间差最小为优化目标,分别应用微粒群算法(PSO)和遗传算法(GA)求解该数学模型.仿真结果表明:两种算法均可使船期延误时间减少40%;PSO算法较GA算法具有更快的收敛速度.     

截面型式对伸缩臂局部稳定性的影响

对四边形、六边形截面伸缩臂的稳定性计算方法进行了探讨.编制了相应的计算程序,以QY50汽车起重机为例,对不同截面形式五节伸缩臂稳定性进行了计算,并进行了对比分析.     

履带起重机提升过程中臂架系统的动载荷计算

为了求提升过程中斜坡脉冲载荷作用下的弹性件动载荷,将履带起重机的臂架系统简化为两个自由度的线性振动模型;采用运动分析法建立了由振动引起弹性件变形的几何方程,运用能量法建立斜坡脉冲载荷的振动数学模型,并运用叠加法分别计算出斜坡脉冲载荷作用下的线性振动系统在最大加载的提升过程中弹性件的响应——位移、速度、加速度、动载荷及动载荷系数;针对影响动载荷的主要因素提出有效的控制方法,为保证设备平稳的工作提供了有效依据.     

梭罗沟二级水电站缆机牵引系统设计

缆索起重机牵引系统设计是整机设计的重要组成部分,牵引系统设计是否合理直接影响整机的工作性能和成本．针对梭罗沟二级水电站缆索起重机地形陡峭、视线坡角大、天车爬坡阻力大的特点,完成了牵引系统布置方案设计,计算得牵引索安装张紧力为20kN,根据额定起重量条件下天车运行阻力和滑轮运转阻力计算得牵引索Z-作时的最大张力为59．86kN,进而确定牵引索型号与强度校核;并完成牵引卷扬机各机构的选型设计．实践证明该缆机能满足工程要求,且经济合理．     

拉脱法测量液体表面张力系数实验装置的改进

对用力敏传感器测量液体表面张力系数仪器进行研究,利用连通器和浮力原理对原仪器的升降装置进行了改进,提高了仪器的稳定性和重复性。同时将待测液体和吊环封装在玻璃容器中,消除了空气的流通对实验的影响,减少了实验误差。     

基于高斯伪谱法的双摆桥起消摆策略分析

为了解决桥式起重机钢丝绳和负载的双摆问题,本文提出采用高斯伪谱法实现消摆。深入分析了影响吊具与负载摆动的控制因素,通过系统运动状态运用拉格朗日方程建立了双摆桥起动力学模型和最优控制模型,依靠相同运动曲线的输入验证了模型的有效性;将原最优控制问题转换为高斯伪谱形式,采用高斯伪谱法直接对建立的模型进行分析并在有限时间内获得最优解。仿真实验结果表明：采用高斯伪谱法能够有效实现消摆,控制结果与其他控制方法作比较,进一步证明了高斯伪谱法的优越性及有效性。