脐带缆在潜器下放过程中的运动建模与仿真

潜器在下放布置过程中需要考虑变长度的脐带缆对其运动的影响,在考虑流的情况下,对脐带缆的有限差分模型进行了改进,并采用最小二乘方法求解由时间和空间上的中心差分格式离散后的非线性方程组。为了验证模型改进的有效性,将潜器在均匀定常流中水平匀速直航时的数值解与该特殊情况下的解析解进行比较,两组解的吻合不仅证实了模型改进的有效性,而且表明上述数值计算方法是可靠且有效的。在潜器下放布置运动给定的情况下,脐带缆的运动仿真结果表明,潜器姿态角的调整会对拖曳点处的缆绳张力大小和变化趋势产生显著的影响,流在改变缆绳空间形状的同时引起了缆绳对潜器作用力和力矩的非线性和时变性,脐带缆总是阻止潜器自身动力对运动速度和姿态角的改变,且对纵荡运动的影响最大。     

钢管脐带缆扭转平衡设计

钢管脐带缆包含多种螺旋缠绕的功能单元,其在外力载荷下会发生相对运动,而且钢管的刚度较大对扭转平衡有重要影响,因此,相对于普通电缆,钢管脐带缆在扭转平衡设计时更加困难。根据扭转平衡理论公式,采用控制变量法,以第二层铠装钢丝的绞合角度为变量进行扭转平衡设计。首先建立脐带缆缆芯有限元模型,对其施加拉伸载荷,结果显示缆芯出现了扭转,这证明不能将脐带缆缆芯视为一实心圆柱。其次建立不同绞合角度的脐带缆有限元模型,设置各功能单元的材料属性和摩擦系数,分析模型在拉伸载荷下的扭转角度,并将相同拉伸载荷下的扭转角度拟合为直线,从而得到钢管脐带缆在扭转平衡状态时的最优绞合角度。最后,采用试验方法对实物钢管脐带缆进行扭转平衡测试,测试结果显示在拉伸载荷下脐带缆单位长度扭转角度十分微小,这表明缆是扭转平衡的。因此验证了使用的有限元方法在钢管脐带缆扭转平衡设计中的有效性。     

脐带缆螺旋滑移分析及力学性能研究

针对脐带缆内部螺旋层,应用Darboux标架建立螺旋结构空间坐标系,推导弯曲载荷下螺旋结构的局部变形和滑移。考虑螺旋构件间的接触和摩擦作用,建立螺旋结构的受力平衡偏微分方程,并研究螺旋角和摩擦系数对螺旋结构滑移的影响。基于同层螺旋结构本构关系相同假设,将所有螺旋结构力学性能线性叠加,拟合脐带缆整体弯曲刚度。运用建立的理论解析方法,对某双层铠装脐带缆的力学性能进行研究,并与数值模拟结果进行对比验证。对比结果表明,理论解析得到的螺旋滑移结果与数值模拟结果一致,理论解析得到的脐带缆弯曲刚度与数值模拟结果在全滑动阶段比较接近。     

一种新型张力保护自动收放脐带缆绞车装置

介绍一种新型张力保护自动收放的脐带缆绞车装置的组成及特点。该装置克服了传统脐带缆绞车全人工操作模式所存在的效率低和安全性差等问题,实现了脐带缆绞车的自动收放和排缆,准确控制脐带缆张力,有效保护脐带缆的安全,大幅提高了潜水器等水下作业设备的工作效率和作业安全性。     

深海ROV多层脐带缆绞车卷筒力学分析

通过对深海ROV脐带缆微元段受力情况的分析,基于简化理论模型的假设,建立了能够模拟脐带缆绞车卷筒受力情况的理论模型。对比某绞车的实验数据,验证了本力学模型的正确性。通过对实例的计算分析,能够为深海ROV脐带缆绞车的设计工作提供理论支持。     

Tensile stiffness analysis on ocean dynamic power umbilical

Tensile stiffness of ocean dynamic power umbilical is an important design parameter for functional implementation and structural safety. A column with radial stiffness which is wound by helical steel wires is constructed to predict the tensile stiffness value of umbilicals in the paper. The relationship between the tension and axial deformation is expressed analytically so the radial contraction of the column is achieved in the relationship by use of a simple finite element method. With an agreement between the theoretical prediction and the tension test results, the method is proved to be simple and efficient for the estimation of tensile stiffness of the ocean dynamic power umbilical.     

母船垂荡导致ROV脐带缆参量共振的研究

研究有缆遥控潜水器(Remote Operated Vehicles)的脐带缆受到轴向激励所产生的大幅横向振动,即参量共振.ROV脐带缆的参激现象发生会影响ROV的安全性.针对ROV脐带缆的结构特性,推导出其在轴向激励力下的非线性振动方程.运用希尔无穷行列式的方法分析脐带缆的参量不稳定性.以稳定性图为基准分析脐带缆在多...     

深海观测系统脐带缆形态分析及计算

通过对水下拖曳系统脐带缆索的受力情况、形态进行分析，建立了三维空间缆索的物理模型和数学模型，并在此基础上编制了计算程序，对6000m深海观测系统脐带缆的性状进行了模拟计算，其结果为深拖系统最佳缆长的确定提供了理论依据。     

A finite element cable model and its applications based on the cubic spline curve

For accurate prediction of the deformation of cable in the towed system, a new finite element model is presented that provides a representation of both the bending and torsional effects. In this paper, the cubic spline interpolation function is applied as the trial solution. By using a weighted residual approach, the discretized motion equations for the new finite element model are developed. The model is calculated with the computation program complier by Matlab. Several numerical examples are presented to illustrate the numerical schemes. The results of numerical simulation are stable and valid, and consistent with the mechanical properties of the cable. The model can be applied to kinematics analysis and the design of ocean cable, such as mooring lines, towing, and ROV umbilical cables.     

看海

正1."大白鲸计划"海洋科普馆:《极地精灵》作者:凌晨漫游工作室编著出版社:大连出版社出版日期:2013-9-1简介:她们是母女,从剪断脐带的那一刻起,她们成了天生的敌人。如果你没有看过这部小说,你无法体会一个作者如何将平淡的故事叙述得如此荡气回肠。献给每一个误解过母亲的人,你们终会彼此原谅。