摘要：水下稳性是深海载人潜水器重要的总体性能之一,通过稳心高(GB)衡量潜水器的稳性,其指标大小与潜水器的操纵和安全息息相关。潜水器在运动过程中,海洋参数随深度变化以及潜水器自身压载变化引起潜水器稳心高发生变化。本文以稳心高基本公式为基础,结合潜水器耐压结构、浮力材料和液压油的浮力损失计算方法,建立深海载人潜水器水下稳心高数学模型,提出一种深海载人潜水器水下稳性分析方法。以“深海勇士”号载人潜水器为研究对象,对深海载人潜水器的水下稳性进行计算分析,得出深海载人潜水器水下稳心高的变化规律,可为深海载人潜水器的设计提供参考。

摘要：为研究耐压球壳的可靠性计算问题,提出基于自适应Kriging的耐压球壳可靠性计算方法。该方法主要包括在开展试验设计的基础上,基于有限元方法获得样本点对应的承载能力,使用自适应Kriging方法结合ERF学习函数构建结构失效方程,并在此基础上开展可靠性计算。耐压球壳计算结果表明,10个验证样本点计算结果偏差均小于0.5‰,该方法具有较高精度和计算效率。基于计算结果提出在开展自适应方法建立Kriging模型过程中,学习函数的收敛指标应随着计算方法的精度进行适当地调整的结论。研究结果可为无失效方程结构的可靠性计算提供参考。

摘要：随着科技的不断发展,水下作业任务呈多样化、复杂化的趋势,针对自主式水下无人航行器功能多样性的问题,采用模块化的设计思想,提出一种载体结构设计方法。以某300 m级探测型AUV为例,对本文提出的载体结构进行验证。水池试验结果表明,本文提出的模块化载体结构运行情况良好,保证了AUV各项功能的实现,可为水下无人航行器的工程设计提供参考。

摘要：为提高深海载人潜水器电机工作效率和故障诊断能力,并降低系统工作噪声,对直流无刷电机的高效低噪驱动控制技术进行研究。采用具有智能相位控制功能的三相全波正弦波控制芯片TB6605结合智能功率模块(IPM)设计直流无刷电机驱动器。采用单片机对系统的电压、电流、温度、转速、位置信息进行检测,为控制系统提供必要的信息反馈,对应用直流无刷电机的系统状态起到实时信息监测的功能。实验结果表明,研制的直流无刷电机驱动器在电机全转速范围内具有较高的工作效率,额定工况点效率高达90%以上,且在全转速范围内,提高了电机运转的平稳度,降低了系统噪声。研究成果对提高深海载人潜水器电机的工作效率和故障诊断能力,并降低系统工作噪声具有很好的支撑作用。

摘要：当前操控设备通常只适用于特定型号ROV,为满足深海空间站搭载多型ROV装备统一操控的需求,在调研国外ROV操控技术发展现状的基础上对多型ROV统一操控技术进行研究,梳理ROV操控标准信息接口,完成ROV操控通用软件的架构设计,并提出设备免驱的ROV操控电气接口,可为ROV通用操控设备的研制提供参考。

摘要：为评估不同应力比R和材料屈服强度fy下的高频机械冲击(high frequency mechanical impact,HFMI)处理钢制焊接接头疲劳寿命,引入SWT(smith-watson-topper)模型与Walker模型,利用缺口应力法对广泛的疲劳试验数据进行了重新分析.结果表明,名义应力系统下,接头疲劳等级FAT,R与fy三者关系可通过FAT=0.1fy+M(R)来表达;缺口应力系统下,对于同种材料不同应力比下的接头,两种模型均能用来评估其疲劳寿命,但Walker模型精度更高;对于不同种材料在不同应力比下的接头,SWT模型形式固定,且能综合考虑R与fy的影响,基于该模型分析得到的存活率P_(S)=97.7%的S-N曲线,其FAT=325 MPa,斜度m=6.5.研究成果将直接支撑工程结构疲劳评估和抗疲劳设计.

摘要：深海载人潜水器是深海研究的重要装备,可搭载科学家和工程技术人员到达海底执行科学考察和工程活动,其安全性至关重要。对国内外深海载人潜水器安全性的研究进展进行分析,从多维度开展安全性研究,对进一步提高人员和设备的安全性具有重要意义。论文对结构安全性、信息监测安全性和救援安全性这3个方面的研究进展进行综述,重点介绍我国深海载人潜水器安全性的研究与应用,对深海载人潜水器的安全设计具有较好的参考价值。

摘要：水下航行器对接时,航行器与母平台之间会产生水动力干扰,影响对接运动的正常进行。本文采用CFD数值计算,利用RANS方法求解湍流方程,完成水下航行器和母平台不同距离下的水动力干扰计算,进而建立水下航行器在对接过程下的动力学模型。在此基础上,开展干扰水动力对水下航行器的姿态和速度影响的仿真研究。最后,设计动态对接控制器,并完成水下航行器对接运动的控制仿真。研究结果表明,在对接过程中,随着对接距离的减小,水下航行器的纵向干扰水动力呈现逐渐增加的趋势,垂向干扰水动力先增大后减小,俯仰干扰水动力先增大后减小,呈现非线性干扰特性;对接时的水动力干扰主要影响航行器的纵倾和垂向速度;对接运动模型具有很强的非线性特点,设计的控制器对水下对接运动控制具有很好的适用性。

摘要：为保证承罐稳罐过程的平稳与安全,防止罐笼装卸载过程产生剧烈振荡,利用平面四连杆机构死点特性,设计一种基于四连杆的承罐稳罐装置。综合考虑多因素分析,开展承罐稳罐装置方案设计,并基于AMESim平台建立仿真模型,针对罐笼承受空载和动载两种工况进行仿真分析。仿真结果表明:所设计承罐稳罐装置在较低液压动力驱动下便能安全平稳地实现罐笼的承接及稳定功能,有效地避免了大型罐笼装卸载过程中的剧烈振荡及反弹现象,具有良好的承罐稳罐效果。

摘要：提出并设计一种应用于舰船低速直驱系统的混合励磁交替极永磁游标直线电机。阐述了该电机的结构设计和理论分析,以提高电机输出性能为目标,利用二维有限元法对极弧系数和Halbach永磁体阵列尺寸等关键技术参数进行优化,分析了电机的电磁性能,验证了电机结构设计的合理性,最后将该电机与交替极、隐极和混合励磁隐极3种次级结构的电机进行了比较。结果表明,与混合励磁隐极结构相比,设置在电枢齿间的Halbach永磁体阵列能显著提升交替极电机的输出性能,该电机在磁钢利用率、输出推力、推力波动等方面拥有更优越的性能表现,综合性能较优,在舰船武器升降平台、直线驱动往复水泵等低速大推力场合拥有广阔的应用前景。