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海上搜救打捞装备发展研究

中国工程科学 2024年第2期26卷 50-62页

作者：弓永军孙玉清李华军董传明张增猛大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 大连海事大学辽宁大连116026 中国海洋大学山东青岛266100 大连海事大学航海学院辽宁大连116026

搜救打捞是海上安全的最后一道防线,为国家综合运输体系建设、海洋经济可持续发展提供可靠保障;搜救打捞装备是履行海上人员安全、环境安全、财产救助、应急抢险打捞等公益性职责,保障国家海上物流供应链安全的重要支撑。本文从目标搜... 详细信息

搜救打捞是海上安全的最后一道防线,为国家综合运输体系建设、海洋经济可持续发展提供可靠保障;搜救打捞装备是履行海上人员安全、环境安全、财产救助、应急抢险打捞等公益性职责,保障国家海上物流供应链安全的重要支撑。本文从目标搜寻定位与探测装备、海上人命救助装备、海上环境救助装备、打捞工程专用装备四方面着手,全面梳理了国外海上搜救打捞装备的发展现状,以及我国海上搜救打捞装备的研制与应用进展。与国外发达国家相比,我国海上搜救打捞装备发展存在搜寻定位装备落后、海上人命救助能力不强、危化品处置能力较低、大吨位沉船打捞能力薄弱等问题。在进一步辨识海上搜救打捞装备发展前沿的基础上,提出了加大关键装备的研发投入、推动搜救打捞装备的升级迭代、强化科技创新能力以提升装备智能化水平、部署搜救打捞技术装备攻关工程、提供相应产业政策支持等建议,以期促进我国海上搜救打捞装备高质量发展。

关键词：搜救打捞搜寻定位人命救助环境救助升沉补偿技术

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管道机器人取能模块建模与几何参数仿真分析

液压与气动 2024年第3期48卷 31-35页

作者：苗翰文张增猛孙昊侯交义弓永军大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 大连海事大学救助与打捞工程辽宁省重点实验室辽宁大连116026 大连海事大学海底工程技术与装备国际联合研究中心辽宁大连116026

管道机器人在工作过程中,受到线缆长度或蓄电池容量的影响,工作时间会受到限制。为了使机器人在管道内能够持续地工作,设计了一款能在管道内部将流体动能转化为电能的取能模块。叶轮在取能模块中起到将流体动能转化为机械能的作用,是整... 详细信息

管道机器人在工作过程中,受到线缆长度或蓄电池容量的影响,工作时间会受到限制。为了使机器人在管道内能够持续地工作,设计了一款能在管道内部将流体动能转化为电能的取能模块。叶轮在取能模块中起到将流体动能转化为机械能的作用,是整个模块的核心部分。针对不同参数的叶轮进行建模,并对叶轮进行CFD仿真分析。进而能分析叶轮在管道内部的受力情况以及叶轮形状等参数对于管道内部流场的影响。根据受力情况可校核叶轮的强度,并根据管道内部流场的变化进行叶轮的选型。

关键词：管道机器人叶轮建模 CFD仿真

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基于AMESim的音圈电机直线驱动水液压往复柱塞泵仿真

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机械设计与制造 2022年第7期377卷 280-284页

作者：吴鑫张增猛弓永军大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026

水液压柱塞泵是水液压系统关键元件,现有直线电机驱动的水液压柱塞泵一般都采用单向阀配流,阀配流式柱塞泵存在配流阀响应滞后的问题,为了解决这个问题,提出了一种音圈电机直线驱动水液压往复柱塞泵结构。本文介绍了音圈电机驱动水液压... 详细信息

水液压柱塞泵是水液压系统关键元件,现有直线电机驱动的水液压柱塞泵一般都采用单向阀配流,阀配流式柱塞泵存在配流阀响应滞后的问题,为了解决这个问题,提出了一种音圈电机直线驱动水液压往复柱塞泵结构。本文介绍了音圈电机驱动水液压柱塞泵的工作原理,建立了柱塞泵的流量数学模型。应用AMESim软件,构建了仿真模型。仿真结果表明,柱塞间隙为(8~10)μm时,柱塞泵的容积效率约为92%,双音圈电机输入运动信号相位差为3π/2时,柱塞泵的流量脉动最低,平均流量最大。随着柱塞泵两腔无效容积增大,柱塞泵的流量脉动增加。通过分析柱塞泵闭死容积的影响,柱塞阀芯部分配流遮盖量应取0.75mm。

关键词：水液压音圈电机柱塞泵 AMESim仿真

直接压电驱动水液压节流控制阀静态特性的仿真与试验

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煤炭学报 2014年第S2期39卷 583-588页

作者：张增猛弓永军侯交义李光武汉鹏王祖温大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院辽宁大连116026

水的黏度低,水液压控制阀采用传统的电机械转换器,因润滑和密封问题其性能与油压元件差距大。压电驱动刚度大,响应快,精度高,能有效提高水液压控制阀的性能。采用球式座阀结构,通过设计合理的微调预紧机构、阀体和阀口,研制了直接压电... 详细信息

水的黏度低,水液压控制阀采用传统的电机械转换器,因润滑和密封问题其性能与油压元件差距大。压电驱动刚度大,响应快,精度高,能有效提高水液压控制阀的性能。采用球式座阀结构,通过设计合理的微调预紧机构、阀体和阀口,研制了直接压电驱动水液压节流控制阀。建立了直接压电驱动节流阀的仿真模型,仿真与静态试验结果表明,压电叠堆输入电压高时,控制阀具有相对较高的线性度;而压电叠堆输入电压低时控制刚度不足,受阀芯不平衡液压力影响,试验与仿真结果偏差大,控制阀性能不佳。采用座阀结构的水液压控制阀提高了阀口密封性,但在阀的设计和加工中应减小不平衡液压力。

关键词：水液压压电驱动静态特性节流阀

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低温环境下液压元件及系统研究综述

机床与液压 2022年第13期50卷 174-180页

作者：陈英龙郝新娟宋甫俊张增猛弓永军大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026

随着我国太空、深海、极地等战略新疆域的提出,极端的操作环境和恶劣的低温条件也给液压元件和系统提出了更高的要求。尤其在低温环境下,液压元件摩擦副的配合间隙会随着温度变化,液压油的运动黏度会显著增大,液压执行单元的冷态启动也... 详细信息

随着我国太空、深海、极地等战略新疆域的提出,极端的操作环境和恶劣的低温条件也给液压元件和系统提出了更高的要求。尤其在低温环境下,液压元件摩擦副的配合间隙会随着温度变化,液压油的运动黏度会显著增大,液压执行单元的冷态启动也会受到严重影响,从而影响整个液压系统的正常工作。综述低温环境下液压元件和系统的工作特征,包括低温环境下液压油的黏温特性、液压元件摩擦副以及液压系统低温启动等,并阐述低温环境下液压系统防冻的解决方案,如通过加热保温油箱、选择热膨胀系数适合的元件材料、开展低温优化实验等方法,对低温环境下液压元件及系统的分析和研究具有一定的参考价值。

关键词：低温环境低温液压油液压系统防冻极地液压

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先导式纯水溢流阀仿真与试验研究

机械工程学报 2010年第24期46卷 136-142页

作者：弓永军王祖温徐杰张增猛大连海事大学船舶机电装备研究所大连116026 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州310027

针对具有高压引流和二级节流新型结构阀口的先导式纯水溢流阀进行仿真和试验研究,建立阀的AMESim仿真模型,分析先导阀导向间隙、阻尼孔直径、敏感腔体积、阀芯质量以及弹簧刚度等不同参数对先导式纯水溢流阀特性的影响,在纯水液压综合... 详细信息

针对具有高压引流和二级节流新型结构阀口的先导式纯水溢流阀进行仿真和试验研究,建立阀的AMESim仿真模型,分析先导阀导向间隙、阻尼孔直径、敏感腔体积、阀芯质量以及弹簧刚度等不同参数对先导式纯水溢流阀特性的影响,在纯水液压综合性能试验台上进行先导式纯水溢流阀的静动态试验,并对仿真和试验结果进行对比分析。仿真与试验结果表明,液阻直径是先导式纯水溢流阀最主要的影响参数,而阀芯质量变化的影响则基本可以忽略;在小于20 L/min的小流量工况下的定压精度较低,而大于20 L/min的大流量工况下的定压精度较高;阀的动态响应试验表明,入口压力超调量小于30%,并且压力上升时间小于80 ms。

关键词：先导式纯水溢流阀影响参数静动态仿真静动态试验

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纯水比例溢流阀控制特性与补偿方法的研究

浙江大学学报（工学版） 2010年第11期44卷 2093-2099页

作者：张增猛周华陈英龙高院安浙江大学流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310027 大连海事大学流体传动与控制研究所辽宁大连116026 中国船舶重工集团第七○七研究所九江分部南昌九江332007

为了改善纯水比例阀的静动态控制性能,以TIEFENBACH的PDBV型三级座式纯水比例溢流阀为对象,研究阀的控制特性与补偿方法.阀的结构分析和静态比例调节特性试验表明,阀的开环静态特性滞环和死区大,线性可控性差;直接闭环控制的稳定性差,... 详细信息

为了改善纯水比例阀的静动态控制性能,以TIEFENBACH的PDBV型三级座式纯水比例溢流阀为对象,研究阀的控制特性与补偿方法.阀的结构分析和静态比例调节特性试验表明,阀的开环静态特性滞环和死区大,线性可控性差;直接闭环控制的稳定性差,极易产生入口压力振荡.根据阀的开环静态特性试验结果,基于线性拟合建立了分段线性化的迟滞逆模型,并用于阀的前馈控制回路.阀控制特性的补偿效果试验结果表明:阀的前馈静态迟滞补偿大大减小了滞环和死区,提高了线性度,但是在正阶跃响应下易产生大幅超调和压力冲击.在直接前馈补偿中加入单边脉冲反馈的控制方式,可以基本消除超调现象.迟滞补偿对阀的非线性的有效改善,提高阀的控制性能,进一步扩大了水液压比例压力控制技术的应用.

关键词：纯水液压比例溢流阀滞环静态补偿脉冲反馈

深海刚柔组合负压吸附装置的力学特性与吸附效果分析

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液压与气动 2022年第1期46卷 16-22页

作者：杨宇航张增猛陈英龙弓永军大连海事大学救助与打捞工程辽宁省重点实验室辽宁大连116026

柔性吸盘被广泛用于陆上气动负压系统中,但对于深海高压环境来说,柔性材料抵抗外界压力的能力较差,导致其过度变形,吸盘有效作用面积减少,吸附能力减弱甚至丧失。通过综合考虑柔性吸盘的良好密封特性及刚性吸盘有效作用面积不变的特性,... 详细信息

柔性吸盘被广泛用于陆上气动负压系统中,但对于深海高压环境来说,柔性材料抵抗外界压力的能力较差,导致其过度变形,吸盘有效作用面积减少,吸附能力减弱甚至丧失。通过综合考虑柔性吸盘的良好密封特性及刚性吸盘有效作用面积不变的特性,设计了一种由柔性吸盘、刚性吸盘及卡箍组成的吸盘形式,通过有限元仿真分析了吸盘的密封性能和预紧力情况,确定了吸盘的尺寸和选型,并搭建了试验台,对吸盘的预紧力、密封性能和吸附力进行了试验。结果表明:吸盘在预紧力为390 N时完全变形,此时吸盘在外界环境压力11 MPa,吸盘内部压力1 MPa的情况下,15 min内吸盘内部压力没有发生变化,吸盘没有发生泄漏,且可以提供至少15000 N的吸附力。

关键词：深海负压吸附刚柔组合吸盘有限元分析预紧力吸附性能试验

水压人工肌肉驱动喷水矢量推进系统设计与试验

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液压与气动 2022年第12期46卷 42-49页

作者：刘艳飞张增猛杨勇贾云瑞弓永军大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026

传统喷水矢量推进系统的驱动器存在密封困难、易腐蚀、使用寿命短、结构复杂等问题。为了解决这些问题,开发了水压人工肌肉驱动的喷水矢量推进系统。基于水压人工肌肉调节关节转角的驱动方式,对二自由度喷水矢量推进系统进行设计,并建... 详细信息

传统喷水矢量推进系统的驱动器存在密封困难、易腐蚀、使用寿命短、结构复杂等问题。为了解决这些问题,开发了水压人工肌肉驱动的喷水矢量推进系统。基于水压人工肌肉调节关节转角的驱动方式,对二自由度喷水矢量推进系统进行设计,并建立水压人工肌肉工作压力与喷嘴偏转角度的对应关系,先后进行了喷嘴矢量调节试验和水下自航试验。喷嘴矢量调节试验结果显示,当人工肌肉压差分别为0.310,0.614,0.898,1.158,1.386,1.584 MPa时,喷嘴实际偏转角度为13.56°,21.66°,33.24°,44.21°,52.80°,56.88°,试验结果与理论计算结果平均偏差为10.8%。水下自航试验表明,水压人工肌肉作为驱动器不仅能够满足喷嘴偏角矢量调节的要求,同时能够实现喷水矢量推进机器人的矢量运动,为研发能耗低、结构紧密的水下智能装备提供了新的思路。

关键词：喷水矢量推进系统水压人工肌肉矢量调节自航试验