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船舶科考絞車系統設計與優化 版權信息
- ISBN：9787030715937
- 條形碼：9787030715937 ; 978-7-03-071593-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
船舶科考絞車系統設計與優化 內容簡介
本書基于國家重點研發計劃“深海關鍵技術與裝備”重點專項“全海深地質絞車系統研制”的研究成果，以科考船絞車系統設計與優化為主線，主要內容包括科考船絞車系統研究現狀、科考船絞車結構設計與優化、科考船絞車系統減張力技術、科考船絞車系統自動排纜技術、科考船絞車系統纜松弛補償器設計與仿真、科考船絞車系統纜繩試驗與應用。 本書可作為船舶與海洋工程及相關專業本科生和研究生的輔助教材，也可作為相關專業的工程技術人員和管理人員學習和工作的參考書。
船舶科考絞車系統設計與優化 目錄
目錄
第1章 概述 1
1.1 科考船絞車系統的研究進展 3
1.2 科考船絞車系統分類與工作原理 6
1.2.1 科考船絞車系統的作用和分類 6
1.2.2 科考船絞車的工作原理 11
1.3 國產全海深地質絞車系統“海威DJ11000”簡介 19
第2章 全海深地質絞車系統結構設計與優化 23
2.1 全海深地質絞車系統結構設計 25
2.1.1 全海深地質絞車系統工作原理與主要部件 25
2.1.2 全海深地質絞車系統受力分析 28
2.1.3 全海深地質絞車系統剛柔耦合分析 31
2.2 全海深地質絞車系統結構優化 41
2.2.1 全海深地質絞車系統結構優化方法 41
2.2.2 儲纜絞車卷筒應力檢測 48
2.2.3 科考船絞車系統纜繩檢測 49
第3章 科考船絞車系統減張力技術 53
3.1 牽引絞車主要結構 55
3.2 減張力技術工作原理 56
3.2.1 理論模型 56
3.2.2 纜繩張力分析 56
3.3 基于合成纖維纜繩的絞車減張力設計 57
3.4 減張力卷筒纜槽加工修正 60
第4章 科考船絞車系統自動排纜技術 63
4.1 自動排纜器總體結構設計 65
4.1.1 絲杠的設計 65
4.1.2 絲杠支撐軸承選型校核 68
4.1.3 伺服電機及伺服減速機選型 69
4.1.4 銷軸式傳感器 69
4.1.5 支座及導向軸 70
4.1.6 行走機構設計 71
4.1.7 總體結構方案 72
4.2 自動排纜器有限元分析 73
4.2.1 模型的簡化 73
4.2.2 基于簡化模型的結構強度分析 74
4.2.3 基于簡化模型的模態分析 77
4.2.4 排纜系統機械傳動機構動力學模型 79
4.3 折線槽結構與設計 81
4.4 自動排纜檢測 85
第5章 科考船絞車系統纜松弛補償器設計與仿真 89
5.1 纜松弛補償器系統整體設計方案 91
5.1.1 纜松弛補償器液壓系統工作原理 91
5.1.2 控制方案設計 92
5.2 纜松弛補償器相關元件設計 93
5.2.1 液壓油缸設計 93
5.2.2 關鍵液壓部件選型 94
5.2.3 纜松弛補償器整體模型 98
5.3 基于有限元分析的纜松弛補償器強度校核 99
5.3.1 液壓油缸有限元分析 99
5.3.2 儲能器有限元分析 100
5.3.3 儲纜絞車及滑輪有限元分析 102
5.4 纜松弛補償器系統仿真分析 104
5.4.1 液壓系統建模仿真 104
5.4.2 仿真結果分析 105
第6章 科考船絞車系統纜繩試驗與應用 113
6.1 科考船絞車系統合成纖維纜試驗 115
6.1.1 試驗準備 115
6.1.2 試驗過程 117
6.1.3 試驗安全 122
6.2 科考船絞車系統收放纜過程 122
6.2.1 OrcaFlex仿真建模 123
6.2.2 4500m水深收放纜過程 124
6.2.3 海試與仿真結果對比 132
6.2.4 仿真總結 133
參考文獻 135
第1章 概述 1
1.1 科考船絞車系統的研究進展 3
1.2 科考船絞車系統分類與工作原理 6
1.2.1 科考船絞車系統的作用和分類 6
1.2.2 科考船絞車的工作原理 11
1.3 國產全海深地質絞車系統“海威DJ11000”簡介 19
第2章 全海深地質絞車系統結構設計與優化 23
2.1 全海深地質絞車系統結構設計 25
2.1.1 全海深地質絞車系統工作原理與主要部件 25
2.1.2 全海深地質絞車系統受力分析 28
2.1.3 全海深地質絞車系統剛柔耦合分析 31
2.2 全海深地質絞車系統結構優化 41
2.2.1 全海深地質絞車系統結構優化方法 41
2.2.2 儲纜絞車卷筒應力檢測 48
2.2.3 科考船絞車系統纜繩檢測 49
第3章 科考船絞車系統減張力技術 53
3.1 牽引絞車主要結構 55
3.2 減張力技術工作原理 56
3.2.1 理論模型 56
3.2.2 纜繩張力分析 56
3.3 基于合成纖維纜繩的絞車減張力設計 57
3.4 減張力卷筒纜槽加工修正 60
第4章 科考船絞車系統自動排纜技術 63
4.1 自動排纜器總體結構設計 65
4.1.1 絲杠的設計 65
4.1.2 絲杠支撐軸承選型校核 68
4.1.3 伺服電機及伺服減速機選型 69
4.1.4 銷軸式傳感器 69
4.1.5 支座及導向軸 70
4.1.6 行走機構設計 71
4.1.7 總體結構方案 72
4.2 自動排纜器有限元分析 73
4.2.1 模型的簡化 73
4.2.2 基于簡化模型的結構強度分析 74
4.2.3 基于簡化模型的模態分析 77
4.2.4 排纜系統機械傳動機構動力學模型 79
4.3 折線槽結構與設計 81
4.4 自動排纜檢測 85
第5章 科考船絞車系統纜松弛補償器設計與仿真 89
5.1 纜松弛補償器系統整體設計方案 91
5.1.1 纜松弛補償器液壓系統工作原理 91
5.1.2 控制方案設計 92
5.2 纜松弛補償器相關元件設計 93
5.2.1 液壓油缸設計 93
5.2.2 關鍵液壓部件選型 94
5.2.3 纜松弛補償器整體模型 98
5.3 基于有限元分析的纜松弛補償器強度校核 99
5.3.1 液壓油缸有限元分析 99
5.3.2 儲能器有限元分析 100
5.3.3 儲纜絞車及滑輪有限元分析 102
5.4 纜松弛補償器系統仿真分析 104
5.4.1 液壓系統建模仿真 104
5.4.2 仿真結果分析 105
第6章 科考船絞車系統纜繩試驗與應用 113
6.1 科考船絞車系統合成纖維纜試驗 115
6.1.1 試驗準備 115
6.1.2 試驗過程 117
6.1.3 試驗安全 122
6.2 科考船絞車系統收放纜過程 122
6.2.1 OrcaFlex仿真建模 123
6.2.2 4500m水深收放纜過程 124
6.2.3 海試與仿真結果對比 132
6.2.4 仿真總結 133
參考文獻 135
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船舶科考絞車系統設計與優化 節選
第1章 概述 科考船絞車系統用于科考船取樣儀器的吊放和回收，是遠洋科考船的基本配置設備。本章概述科考船絞車系統的研究進展、分類和工作原理，并對國產全海深地質絞車系統“海威DJ11000”進行介紹。 1.1 科考船絞車系統的研究進展 科考船作為海洋探測與研究的重要平臺，是海洋科研能力建設*重要的組成部分，也是國家綜合國力的體現，其裝備水平直接關系國家的海洋科技實力。科考船作為一個重要的載體和平臺，為海洋科學研究提供強有力的支撐。隨著科技的不斷發展，各種新式船載探測設備的出現，船載探測系統也形成了一個有機的整體。海洋綜合科考的作業主要包括水體探測、海底探測、大氣探測、深海探測、聲學探測等，科考船全海深科考作業平臺如圖1.1所示。 圖1.1 科考船全海深科考作業平臺 上海彩虹魚海洋科技股份有限公司供圖 認識海洋、經略海洋，需要具備對海洋觀測、探測及預測的能力。科考船是海洋調查研究的基本載體，深海科考絞車系統用于深海調查儀器的吊放和回收，是遠洋科考船的基本配置設備。 新“太陽”（Sonne ）號是德國聯邦教研部建造的一艘全球級海洋綜合科考船，建造于2013年，于2015年底交付使用，如圖1.2所示。該船的科考絞車系統為電動型，并埋艙安裝，詳細絞車系統情況見表1.1[1]。 圖1.2 德國新“太陽”（Sonne ）號科考船 表1.1 新“太陽”（Sonne）號科考絞車系統 英國新“發現”（Discovery）號是一艘全球級的海洋綜合科考船，建造于2010年，于2013年底交付使用，如圖1.3所示。該船科考絞車系統見表1.2[1]37-43。 圖1.3 英國新“發現”（Discovery）號科考船 表1.2 新“發現”（Discovery）號科考絞車系統 “Investigator ”號是澳大利亞新建的一艘全球級的科學調查船，于2013年加入澳大利亞船隊，如圖1.4所示。該船科考絞車系統見表1.3[1]37-43。 圖1.4 澳大利亞“Investigator ”號科考船 表1.3 “Investigator ”號科考絞車系統 國外研發科考船絞車系統已有100多年歷史，研發機構主要集中在歐美國家，如挪威RAPP Marine （現已被MacGreror 收購）、美國Markey Machinery 、丹麥MacArtney Underwater Technology 、加拿大Hawboldt Industries 、法國Kley france 、英國Rolls-Royce 、西班牙Ibercisa、芬蘭MacGreror 等。 國內南通力威機械有限公司于2015年先后為俄羅斯3艘科考船配備6套載荷分別為5 t、12 t、20 t 的電動絞車，容繩量達8000 m，并通過中國船級社（China Classification Society，CCS）認證，目前運行效果良好。2018年大連海事大學聯合南通力威機械有限公司等單位承擔國家重點研發計劃“深海關鍵技術與裝備”重點專項“全海深地質絞車系統研制”項目，成功研發國產全海深地質絞車系統“海威DJ11000”，容繩量達13000 m ，工作載荷≥20 t，系統性能及技術指標全面達到并部分超過國外同類主流產品水平，關鍵核心部件國產化率達100% ，完全實現自主可控。2021年10月，“海威DJ11000”隨自然資源部北海局“向陽紅06”船在公海海域完成了首個航次的深海調查任務，獲得多站位的深海樣品。 中國船舶重工集團第七〇四研究所研發萬米科考絞車，安裝在“探索二號”科考船上。無錫德林防務裝備股份有限公司研制了萬米級光電復合纜深海科考絞車樣機。江蘇射陽遠洋船舶機械科技有限公司研制了DSWS-10000型萬米鋼纜深海絞車樣機。湖南科技大學研制了電驅動主動升沉海洋絞車樣機。 1.2 科考船絞車系統分類與工作原理 1.2.1 科考船絞車系統的作用和分類 1.科考船絞車系統的作用 科考船絞車系統是用于存儲和收放科考作業用纜繩的各種類型絞車的總稱。科考
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