摘要：针对目前船闸人字门自重很大而引起闸门顶枢和底枢等关键部件变形磨损等问题,以船闸人字门自重最小为目标函数,以人字门的各面板、腹板厚度和主横梁、背拉杆截面参数为设计变量,以人字门的尺寸参数、最大应力和一阶模态频率为约束条件,根据实际情况建立了船闸人字门结构优化数学模型,基于Isight优化平台和Ansys有限元分析软件对某大型船闸人字门结构进行优化设计。结果表明,优化后的人字门重量较初始设计时减轻了25.3%,既节省了材料成本又保证了船闸人字门的稳定性要求。

摘要：船舶在通过船闸和升船机等通航设施时因超吃水会导致安全事故,目前常见的船舶吃水检测方法均存在弊端,无法满足检测需求。结合超声波衍射原理,设计一种基于侧扫单波束阵列的吃水检测系统,详细介绍该系统的组成及功能,并在葛洲坝船闸进行安装和测试。结果表明,该系统具有水质适应性强、易于安装、维护方便等优点,能够有效检测船舶动态吃水,测量值与实际核实吃水值的标准差小于0.086 m,对过闸船舶具有一定的预警作用。

摘要：针对船闸人字门检修时传统的顶落门施工工艺复杂情况,设计了机械液压连锁同步升降装置,分析了装置的结构原理及受力工况。采用解析计算和有限元分析相结合的方法对装置中主要受力件螺纹活塞杆和安全齿形螺母进行理论强度校核,并基于Ansys软件分析装置在载荷物以重力下坠极限工况下的情况。结果表明:装置的理论强度满足要求,有限元分析的局部区域存在最大等效应力接近材料屈服极限情况。结合分析结果和装置的结构特点提出了改造建议,进一步优化了装置的设计。

摘要：针对三峡升船机船厢补排水系统在使用过程中存在操作繁琐、安全隐患多和效率低下问题,进行了船厢补排水系统结构特点及补排水工艺的研究。设计了补排水系统对接装置,分析装置的受力情况,为装置的设计校核提供理论指导。提出了两种对接装置的安装布置方案,并对比得出了两种方案的优缺点,同时优化了三峡升船机船厢补排水工艺。结果表明:设计的对接装置可提高船厢补排水效率和人员操作的安全性,实现升船机船厢补排水一体化操作,为三峡升船机安全运行提供保障。

摘要：为了解决三峡升船机对接密封框C形止水压板连接螺栓出现断裂及止水检修维护不便的问题,建立C形止水压板及连接螺栓在不同运行工况下的力学模型,根据对螺栓强度的校核分析结果可知,泄间隙水过程中,C形止水压板连接螺栓所受拉应力大于材料的许用拉应力。根据分析结果并结合现场设备的结构布置特点进行C形止水压板加固工装的设计,经安装使用验证螺栓受力满足设计要求,同时设计1套C形止水检修平台,满足快速检修更换需求,解决了实际工程问题。

摘要：提高三峡升船机补排水作业效率,降低安全风险,保证其满足应急补排水要求,针对三峡升船机应急补排水系统结构特点,完成了补排水管道快速对接方案设计与研究,对设计方案中装置的结构原理进行了详细说明,并对关键结构件进行了理论计算和有限元强度分析,进一步论证了装置设计的可靠性;进行了管道优化改造,提高管道稳定性,该方案为后期的施工改造提供理论依据。

摘要：针对数控插齿机减速箱在工作时会产生振动现象,采用虚拟样机技术对数控插齿机减速箱系统分别进行了输入转速、外负载转矩不平稳激励下的动力学仿真分析,得到减速箱的各传动轴的转速及各啮合齿轮所受啮合力随时间变化曲线。分析两种情况下的仿真结果表明减速箱系统从输入到输出过程中各零部件振动强度逐渐增大,且减速箱系统在输入转速不平稳激励下产生振动的强度大于在外负载转矩不平稳激励下产生振动的强度。

摘要：通过三峡升船机实测运行数据分析,研究了升船机不同运行工况下的齿轮齿条载荷变化规律,并通过数据拟合结果建立齿轮齿条载荷计算模型。利用载荷模型与升船机不同行程内的船厢水深分布规律编制了多工况组合下的齿轮齿条载荷谱,通过齿轮齿条疲劳寿命计算,并结合前期的全尺寸模拟试验结果验证了三峡升船机齿轮齿条传动系统的服役可靠性。研究表明,三峡升船机齿轮齿条载荷主要由受船厢水深、运行状态控制的确定性载荷与一个服从正态分布的随机载荷偏差构成,通过数据拟合建立了升船机齿轮齿条载荷计算模型;受升船机运行模式与船厢水深变化影响,齿轮齿条上下齿面均会发生受载,且不同区域处齿条受载情况不一致,因此需要分区域编制载荷谱;对于驱动齿轮与中部齿条,载荷主要集中于齿轮下齿面与齿条上齿面,对于顶部和底部齿条,载荷分别集中于齿条的下齿面和上齿面,且其载荷较中部齿条更为显著;对于受载条件最为恶劣的底部齿条上齿面,计算得到滚动接触疲劳损伤损伤度仅达到1.36×10^(5),对应的齿条实际疲劳寿命可达到3.11×10^(11)次行程,远远超出齿条设计寿命;前期完成的全尺寸齿轮齿条模拟试验结果也同样验证了三峡升船机齿轮齿条传动系统在设计寿命周期内不存在疲劳损伤风险。

摘要：卧倒小门止水座板具有隔离闸首与船厢水体的作用,其密封程度将直接影响三峡升船机的安全运行。使用《铁路桥涵设计基本规范》中船舶对墩台撞击力公式计算出一般工况下船舶正面撞击卧倒小门止水座板的等效撞击力,利用Solidworks和ANSYS Workbench软件分别对卧倒小门止水座板进行建模和应变分析,并提出小板封闭和整板封闭两种优化改造方案,并对改造方案的施工工艺难度和结构强度进行对比。结果表明,整板封闭方案为优选方案,适用于现场一般工况。

摘要：为了解决三峡升船机平衡重滑轮腔体内焊接支撑块脱落导致异响问题,建立了以结构柔度最小为优化目标的拓扑优化模型,基于ANSYS对滑轮结构进行拓扑优化设计并对模型进行重构,得到了最终优化模型。对比分析了优化前后结果,表明优化后的滑轮总重与优化前的比值为0.91,所受最大应力比值0.852,所受最大位移比值0.94。通过优化结果精确指导其结构设计,确定加工孔径的位置和大小,取出了腔体内脱落支撑块。