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船舶轴系电液力加载装置的控制策略研究

机械与电子 2024年第10期42卷 28-34,41页

作者：李东山吴金波华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

为了在实验室环境下模拟船舶轴系的推力载荷,以一种基于可变容积的电液力加载装置为研究对象,建立了系统的数学模型,分析指出轴系轴向扰动位移是影响加载力控制精度的关键因素,从而提出了一种基于扰动观测器补偿的复合控制策略。本加载... 详细信息

为了在实验室环境下模拟船舶轴系的推力载荷,以一种基于可变容积的电液力加载装置为研究对象,建立了系统的数学模型,分析指出轴系轴向扰动位移是影响加载力控制精度的关键因素,从而提出了一种基于扰动观测器补偿的复合控制策略。本加载装置由加载液压缸、承压筒和液压阀件等组成,包含了内部油液压力传感器和加载力传感器。首先,为提升系统的稳定性,构建了压力反馈半闭环的控制框架;然后,为了补偿轴系扰动位移对加载力的影响,采用扰动观测器将扰动位移等效在控制输入端,并引入补偿;最后,基于数值仿真和试验结果验证了所提控制策略的有效性。仿真和试验结果均表明,所设计的复合控制策略能有效抑制加载力波动。

关键词：扰动观测器前馈补偿力加载装置电液伺服系统

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高效低频消波俘能非线性防波结构

振动工程学报 2024年第1期37卷 71-82页

作者：李鹏程张海成金华清毕仁贵徐道临刘磊磊王新宇陈彧超湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082 吉首大学物理与机电工程学院湖南吉首416000 上海船舶设计研究院上海200120 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

时刻存在的海洋波浪侵扰严重影响海洋工程装备的安全运行和服役性能,而海洋波浪能又是具有诸多优点的绿色可再生能源。如何通过混合消波-俘能结构减小波浪载荷的同时利用海洋能源是海洋工程领域的基础科学问题。传统消波-俘能结构尤其... 详细信息

时刻存在的海洋波浪侵扰严重影响海洋工程装备的安全运行和服役性能,而海洋波浪能又是具有诸多优点的绿色可再生能源。如何通过混合消波-俘能结构减小波浪载荷的同时利用海洋能源是海洋工程领域的基础科学问题。传统消波-俘能结构尤其是深远海浮式结构存在低频消波俘能难的技术瓶颈。基于减小系统等效动刚度思想,提出非线性混合消波-俘能结构,并开展消波俘能特性研究。设计了一种连杆拉簧负刚度机构并应用于混合消波-俘能结构。为了求解非线性混合消波-俘能结构的波浪-结构物流固耦合问题,提出了混合特征值匹配法和谐波平衡法的半解析非线性频域求解方法。研究了机构关键参数对消波俘能性能的影响,揭示了负刚度机构提高低频消波俘能性能的“相位控制”机理。

关键词：波浪能消波俘能相位控制非线性刚度

北部湾港与广西区域经济的协同发展研究—基于灰色关联度和VAR双重模型检验

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物流科技 2024年

作者：杨晓彦占金刚詹满琳北部湾大学经济管理学院北部湾大学机械船舶与海洋工程学院

文章以北部湾港和广西区域经济为研究对象，通过构建港口和区域经济的评价指标体系，采用灰色关联度和VAR双重模型，检验2020—2022年北部湾港和广西区域经济之间的联系、动态关系和贡献程度。得到结论：①货物吞吐量与广西区域经济各... 详细信息

文章以北部湾港和广西区域经济为研究对象，通过构建港口和区域经济的评价指标体系，采用灰色关联度和VAR双重模型，检验2020—2022年北部湾港和广西区域经济之间的联系、动态关系和贡献程度。得到结论：①货物吞吐量与广西区域经济各项指标的关联度均在0.6以上，整体关联度在0.75以上，说明北部湾港和广西区域经济具有紧密的联系，但相对于其他的指标，货物吞吐量与利用外资、全社会固定资产投资总额的关联性相对较弱；②北部湾港和广西区域经济之间存在长期的积极影响，二者相互促进，但货物吞吐量对第二产业产值、第一产业产值存在正向、负向交替冲击，存在负向影响；③北部湾港和广西区域经济之间普遍存在较高的贡献度，但广西区域经济对北部湾港的整体贡献程度要弱于北部湾港对广西区域经济的整体贡献度，且北部湾港与广西区域经济之间的贡献程度差异以社会消费品零售总额、第三产业总值最为显著。由此，文章提出相应的对策和建议，以促进北部湾港和广西区域经济的高质量协同发展。

关键词：北部湾港口区域经济灰色关联度分析 VAR模型

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海上漂浮式风机与船舶碰撞动力分析研究综述

北部湾大学学报 2024年第4期39卷 1-9页

作者：符妃北部湾大学机械与船舶海洋工程学院广西钦州535011 集美大学轮机工程学院福建厦门361021 广西海洋工程装备与技术重点实验室广西钦州535011

随着海上风机的不断增加和轮船航线越来越密集,海上风机在使用期间与船舶碰撞的风险呈上升趋势。通过已发表的文献和网络资源回顾了海上漂浮式风机在船舶碰撞下的动态响应分析的进展,并介绍了海上漂浮式风机发展趋势和类型,漂浮式风机... 详细信息

随着海上风机的不断增加和轮船航线越来越密集,海上风机在使用期间与船舶碰撞的风险呈上升趋势。通过已发表的文献和网络资源回顾了海上漂浮式风机在船舶碰撞下的动态响应分析的进展,并介绍了海上漂浮式风机发展趋势和类型,漂浮式风机与船舶碰撞分析的理论方法、试验方法和有限元数值模拟方法及规范要求,同时也对海上漂浮式风机防撞船分析研究的现状和防撞设施概况进行了总结。

关键词：漂浮式风机船舶碰撞数值仿真

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低雷诺数下并列双圆柱涡激振动力元分析

北部湾大学学报 2024年第4期39卷 29-37页

作者：陶伟健万红徐海龙余千宋孟天北部湾大学机械与船舶海洋工程学院广西钦州535011 北部湾大学海运学院广西钦州535011 萍乡学院机械电子工程学院江西萍乡10895

对不同间距比(L*=L/D)并列双圆柱绕流进行了数值模拟,引入力元方法研究了涡激振动的升阻力来源及相互作用机制。研究表明:并列双圆柱涡激振动锁定区间随间距比L*的增大而增大;当L*≥5时,并列双圆柱涡激振动升、阻力与各项力元系数幅值... 详细信息

对不同间距比(L*=L/D)并列双圆柱绕流进行了数值模拟,引入力元方法研究了涡激振动的升阻力来源及相互作用机制。研究表明:并列双圆柱涡激振动锁定区间随间距比L*的增大而增大;当L*≥5时,并列双圆柱涡激振动升、阻力与各项力元系数幅值与单圆柱近乎相同,并且各项阻力系数的多频现象逐渐消失,两圆柱绕流流场相互解耦。圆柱自身升力方向的涡度力与阻力方向物体的加速度力分别与升、阻力系数曲线相位相反,做负贡献,起抑制作用。

关键词：涡激振动数值模拟并列双圆柱间距比力元

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储罐双层底板的结构优化及有限元分析

化工技术与开发 2024年第3期53卷 87-92页

作者：詹仕弟毛荣张杰赵晓非赖家凤北部湾大学机械与船舶海洋工程学院广西钦州535011 北部湾大学石油与化工学院广西钦州535011

近年来石油泄漏事故时有发生,引起泄漏的最主要原因之一,就是储罐的底板腐蚀。目前的大型储罐底板多为单层,容易被腐蚀产生缺陷而导致泄漏,为此本文提出了一种基于单层底板的双层底板结构。采用有限元软件,对单层底板储罐和双层底板储... 详细信息

近年来石油泄漏事故时有发生,引起泄漏的最主要原因之一,就是储罐的底板腐蚀。目前的大型储罐底板多为单层,容易被腐蚀产生缺陷而导致泄漏,为此本文提出了一种基于单层底板的双层底板结构。采用有限元软件,对单层底板储罐和双层底板储罐进行了受力分析,结果表明,在相同的约束条件下,双层底板储罐的受力性能良好,受到的最大等效应力相比单层底板储罐减小了31.6%。具有不同底板结构的2台储罐,其最大等效应力均出现在罐底边缘板与第一层壁板组对安装的大角焊缝位置,其中,双层底板储罐的最大等效应力,产生在大角焊缝的壁板一侧,单层底板储罐的最大等效应力,产生在大角焊缝的底板一侧。

关键词：双层底板储罐结构优化有限元分析

基于结构声强法的离心式压缩机橇座振动能量传递特性

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振动与冲击 2024年第10期43卷 260-267页

作者：王逢德马云腾罗佳琪刘冰肖文生山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590 中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 启东中远海运海洋工程有限公司海工与新能源研发中心江苏启东226251

海上橇装离心式天然气压缩机集成度高,易产生振动故障。为探究振动能量在压缩机橇座中的传递特性,降低振动控制成本,将结构声强法应用于橇装离心式压缩机的振动控制研究领域。综合运用自编程序与有限元工具建立了压缩机橇座结构声强场... 详细信息

海上橇装离心式天然气压缩机集成度高,易产生振动故障。为探究振动能量在压缩机橇座中的传递特性,降低振动控制成本,将结构声强法应用于橇装离心式压缩机的振动控制研究领域。综合运用自编程序与有限元工具建立了压缩机橇座结构声强场分析模型,结合数据可视化技术,提出了橇座结构声强分析及可视化方法。应用该方法求解并可视化了橇座的结构声强场,研究了橇座中振动能量的传递特性以及机械能与结构声强的定量关系,确定了极限工况下振动能量在橇座中的主要传递路径、振源和振汇。针对精密设备敏感区域,提出了振动控制措施。研究结果表明,压缩机安装区域的结构声强幅值最大,振动能量主要转化为橇座的运动能,振动能量主要沿着橇座宽度和高度方向发散式传递。所得研究成果,在工程领域可为压缩机橇振动控制提供支持,理论方面亦可为板梁复合结构振动能量传递特性研究提供依据。

关键词：离心式天然气压缩机橇座结构声强法振动能量矢量场可视化

基于MS-FCM算法的船体板熔池图像处理技术

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焊接学报 2024年第3期45卷 82-90,I0007,I0008页

作者：徐远钊罗玖田方乃文冯志强武鹏博黎泉北部湾大学广西船舶数字化设计与先进制造工程技术研究中心钦州535011 广西海洋工程装备与技术重点实验室钦州535011 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028

熔池的图像处理与特征提取技术是船舶熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)智能化焊接质量监控的重要内容,针对船体板GMAW焊接过程中的烟雾大、飞溅多等不稳定特性导致熔池图像采集模糊、边缘提取困难等问题,提出一种基于均... 详细信息

熔池的图像处理与特征提取技术是船舶熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)智能化焊接质量监控的重要内容,针对船体板GMAW焊接过程中的烟雾大、飞溅多等不稳定特性导致熔池图像采集模糊、边缘提取困难等问题,提出一种基于均值漂移(mean shift, MS)优化模糊C均值聚类(fuzzy c-means, FCM)的图像处理算法.在优化设计焊接动态视觉传感系统中,以最大化保证图像信息采集清晰度的基础上,利用MS算法获取超像素图像以解决FCM算法对噪声的敏感性,同时在FCM算法上引入加权邻域窗口,以增强MS-FCM算法的鲁棒性,来克服烟雾、飞溅、弧光等噪声影响,进而完成图像分割与边缘提取.最后,设计出关于FCM、空间约束模糊C均值聚类(fuzzy c-means with spatial constraints, FCM_S)、加强型模糊聚类(enhanced fuzzy c-means, ENFCM)和模糊局部信息C均值聚类(fuzzy local information c-means clustering, FLICM)算法的4种不同图像处理方法,并与MSFCM优化模型进行边缘分割效果对比,获取几种方法所提取的熔宽,验证熔池几何特征的提取精度.结果表明,MS-FCM算法在船舶焊接熔池图像处理方面能有效抑制噪声干扰,平滑信息,达到较高的提取精度.

关键词：模糊C均值聚类均值漂移图像分割船体板熔化极气体保护焊

船舶轴系高静低动扭振隔振装置结构设计及分析

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中国舰船研究 2024年

作者：李林桃张超杨志荣饶柱石肖望强厦门大学航空航天学院集美大学轮机工程学院上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室集美大学福建省船舶与海洋工程重点实验室

[目的]针对船舶轴系低频扭转振动抑制问题，设计并研制一种高静低动特性的扭振隔振装置。[方法]首先，基于正、负扭转刚度并联的方式设计零部件，采用SolidWorks软件建立其三维模型，并通过3D打印制作隔振装置样机；然后，采用谐波平衡... 详细信息

[目的]针对船舶轴系低频扭转振动抑制问题，设计并研制一种高静低动特性的扭振隔振装置。[方法]首先，基于正、负扭转刚度并联的方式设计零部件，采用SolidWorks软件建立其三维模型，并通过3D打印制作隔振装置样机；然后，采用谐波平衡法求解模型的Duffing方程，以研究结构参数和激励幅值对隔振装置扭矩传递率的影响；最后，通过Ansys workbench软件对模型进行有限元仿真，并对样机进行静载扭转试验分析。[结果]试验结果表明，隔振装置在静载扭矩试验下，在-2°～2°转角范围内具有高静低动刚度特性，且能承载大小为150 N·mm的力矩；在合适的结构参数下，隔振装置相比线性隔振装置具有更好的低频隔振效果。[结论]所提扭振隔振装置能通过正负刚度并联实现高静低动特性，可为船舶轴系低频扭转振动控制提供参考。

关键词：船舶轴系扭振隔离扭转实验谐波平衡法高静低动