在深水大吨位沉船打捞作业工程中,300 m以深的海底环境压力让现有饱和潜水技术无法企及,复杂的海底工艺场景超出了遥控水下机器人作业范围,这限制了我国深水大吨位沉船的整体应急打捞能力。针对传统打捞方法的不足,提出了一种沉船整体抱捞方法,采用多组大型液压抱爪实现海底沉船的抱捞作业。针对我国附近水域海底沉船抱捞作业需求,设计了一组沉船打捞电液抱抓驱动系统,以深水电机驱动液压泵为动力源,由4支协同作业的液压缸实现抱抓作业,单缸最大输出力200 t。开展了液压回路设计,基于AMESim平台建立了电液回路仿真模型,分析了系统在变负载工况下工作性能,验证了设计合理性。在完成回路设计的基础上,开展了液压系统关键液压元器件选型,完成了阀控箱耐压防水适应性设计,压力补偿式泵站设计,以及系统的整体布置与安装设计工作。

同步液压马达经常工作于高负载条件下,对其进行在线故障监测可有效避免严重安全事故和经济损失。为提高故障监测的准确性,提出了一种基于改进的错位叠加法的同步液压马达故障成分自适应降噪以及提取方法,并以同步液压马达的齿轮磨损状态的声信号为对象进行了研究。实验表明,该方法对同步液压马达齿轮磨损状态的冲击故障成分具有良好的降噪和提取效果。

传统水液压节流阀阀口形式多为球阀式和锥阀式,具有良好的阀口密封性,但其存在着流量分辨率低和阀口特性线性度差等缺点。设计了一种新的非全周开口滑阀阀芯,其阀口形式由该非全周开口滑阀阀芯和空心圆柱阀套构成,具有阀芯行程大的特点。该研究进行了CFD仿真分析,结果显示,非全周开口的阀口形式保证了高线性度的阀口特性,阀芯行程的增大提高了阀口的流量分辨率,该阀口形式能够适应水液压传动系统高精度控制的应用需求。

利用高速水射流的冲击动能,可以实现钢制结构表面除漆除锈的目的。通过理论分析并计算出影响清洗效率的主要参数的最优值,采用试验分析方法验证喷嘴孔径、单喷嘴靶距、射流压力等清洗参数的优选结果。根据最优清洗参数,进行清洗盘行进速度与压力对清洗效果的影响的试验;研究清洗盘工作时喷嘴的运动,提出一种清洗盘喷嘴布置结构设计,以及一种新型清洗盘工作的运动方式。

喷水推进具有噪声低、空泡性能好、易于矢量调节等优点,已成为水下机器人(ROV)推进技术的研究热点。喷水推进依靠喷嘴将泵产生的压力能转化为高压水动能,产生的反推力是压力和黏性阻力作用在高压腔以及喷嘴上的综合效果,该反推力的大小是推进性能研究的重点。对几种不同形状和参数的喷嘴反推力进行仿真和试验对比。采用Fluent软件对喷嘴进行流场内部仿真,并且通过后处理文件计算出喷嘴的反推力大小。现有测量喷嘴反推力的相关试验装置与实际工况存在较大差异,根据螺旋桨系柱推力试验方法,提出并设计一种新的喷嘴反推力测试装置。该试验装置动力由岸基高压海水泵源供给,通过溢流阀调节喷嘴入口压力,喷嘴固定在ROV框架上,利用拉力传感器测量ROV框架在喷嘴射流驱动下的系柱拖力,进而得到喷嘴射流反推力与输入压力的关系。该试验装置...

电磁开关阀是阀控液压系统中重要的基础流控原件,其开关特性决定系统整体性能。传统驱动方式下,阀芯位移响应滞后于励磁驱动电流,阻碍频响的提高。提出通过建立位移反馈提升阀芯在阶跃励磁电流作用下的电磁力的响应特性,进而提升电磁阀位移频响的方法。对二位二通电磁开关阀建立了动力学与电磁学方程,搭建了阀芯电磁-动力学关键参数测量装置。试验验证了试验装置可行性并获得了阀芯位移响应的开环传递函数。结合试验数据,在Simulink中搭建了反馈对电磁开关阀开关特性影响的验证系统。仿真结果表明,通过利用电磁阀位移反馈,阀芯位移对励磁线圈的阶跃响应改善显著,响应时间相比开环阀芯驱动缩短了近53%。

为测量低速域水下遥控机器人水动力系数,设计了一套水下遥控机器人水动力试验系统。通过水动力仿真模拟获得水下遥控机器人模型合适的壁面距离,以及以最大设计速度与角速度运动时受到的水动力与水动力矩。根据仿真结果确定负载需求,设计了包括由卷扬机和直线导轨驱动的拖曳试验台以及由伺服电机与旋转减速器驱动的旋转试验台的试验系统。

基于Fluent对全尺寸自激振脉冲射流喷嘴进行仿真研究要使自激振脉冲喷嘴产生良好的自激振效果喷嘴腔体直径、腔体长度、上喷嘴直径、下喷嘴直径、碰撞中心角等参数必须相互配合.采用无量纲量针对不同腔径、腔长、下喷嘴直径配合而成的多种工况进行仿真分析得到自激振喷嘴最优的结构参数.

为了对纯水液压节流阀的流场特性进行分析,建立了节流阀流道内流场的Fluent模型,仿真分析得到了流道内流场的速度、压力等物流量的分布。结果表明,阀腔内会产生回流和漩涡,随着阀口开度的改变,漩涡强度也会发生变化,流量与阀口开度呈一定的线性关系。通过与AMESim仿真结果进行比较,验证压电驱动节流阀仿真模型的准确性,为节流阀的设计和性能优化提供了依据。

分析了沉船打捞多缸同步提升系统特点及工作原理，针对沉船打捞中驳船易受波浪影响而上下运动，设计了被动型液压升沉补偿系统，搭建了系统AMESim仿真模型。在简化系统负载模型的基础上，仿真研究了升沉补偿系统工作特性，结果表明，所设计被动式升沉补偿系统能够有效地降低波浪对沉船提升过程的影响。