摘要：随着疏浚工程和疏浚业务的不断发展,对于疏浚施工过程监视效果要求也越来越高。针对现有挖泥船疏浚过程中三维可视化监视存在显示效果差、精度不高等问题,基于Unity3D引擎,设计并开发一套具有普适性的挖泥船施工作业三维可视化系统,实现挖泥船关键疏浚机具动作驱动、水下地形生成及渲染、地形实时重构的三维可视化显示。通过实船应用验证,该系统可以有效提高施工效率和质量,提升施工精度,减少漏挖、超挖现象的发生,具有重要的工程应用价值。

摘要：目前抓斗挖泥船在施工作业时大多依赖人工经验控制抓斗的闭合,在闭合过程中斗齿运动轨迹在竖直平面内的投影是一条曲线,进而导致抓斗控制精度低且作业区域高低不平。文章基于牛顿迭代法求解抓斗平挖运动控制方程,设计自动化程序控制抓斗升降绞车与开闭绞车转动速度,使斗齿运动轨迹在竖直平面内的投影为一条直线,其挖掘后形成的作业区域为平面。通过实例仿真试验证明,该方法有效提高了抓斗挖掘精度,节省疏浚工程作业量。研究结果可提升抓斗船作业能力,具有重要的工程应用价值。

摘要：在钢铁厂卷钢成品生产过程中,需要对生产的钢卷粘贴信息标签,记录钢卷的关键参数和生产信息。传统的人工贴标或机器人贴标,将钢卷信息标签粘贴于钢卷外径弧面,难以避免出入库或运输磨损和脱落,导致物料信息无法跟踪。一种优化后的钢卷内曲面机器人贴标自动化系统,通过传感器检测和定位,与上位机、PLC、机器人集成,实现在钢卷内孔弧面粘贴钢卷信息标签的功能,解决了传统贴标方式存在的问题,并在生产线应用中取得了显著效果。

摘要：基于欧拉双流体模型对绞吸挖泥船大型泥泵进行固液两相流的非定常数值模拟计算,通过对比分析颗粒粒径、颗粒浓度、颗粒密度对两相流线、固相颗粒浓度分布等流场特性的影响,为提高疏浚泥泵的优化设计提供指导。模拟结果表明,颗粒物理特性对液相流线分布的影响较小,随着颗粒粒径增大,液相对固相的带动作用减弱;随着颗粒密度的增大,液相对固相的带动作用未减弱;随着颗粒浓度增大,液相对固相的带动作用增强;随着粒径和密度增大,颗粒分布不均性加强;随着颗粒浓度的增大,颗粒浓度分布均匀性加强,靠近叶片壁面浓度明显增大。对比了两种泥泵流道的颗粒浓度分布,通过叶轮流道的优化设计,可以减少颗粒在流道表面的集聚,降低泥泵磨损。

摘要：为解决当前手段不能实现管环端面平整偏差自动测量的问题,及时为人工补偿平整偏差提供数据依据,基于所建立的模型设计自动测量方案并对测试应用结果进行分析总结。通过分析盾构施工特点,确定可在盾构坐标系内表征测量点坐标,在此基础上推导基于推进油缸行程的管环平整偏差数学模型,证明基点与测量点间距与安装角度关系可由三角函数描述,且可在平面直角坐标系内计算平整偏差。设计基于油缸行程传感器的评估算法、测量方案,实际测试的数据表明,和人工测量结果相比,该系统能以较高精度自动监测管环平整偏差,有效降低测量人员的劳动强度。

摘要：近年来,绞吸挖泥船的研制工作逐渐向环境保护型、绿色节能型发展,防扩散技术是研制环保绞吸挖泥船的核心。通过对原型环保绞刀进一步改造,在绞刀罩两侧增加活动翻板来灵活调整绞刀切削深度和吸口吸入浓度。采用CFD(计算流体力学)软件对原型绞刀和新型绞刀进行模拟计算,对比绞刀切削过程中左右两侧流场情况。结果表明:新型绞刀防扩散效果明显优于原型绞刀;从结构的角度分析,新型绞刀切削深度灵活可调,满足不同现场工况的要求,为后续打造经济型、环保型绞吸挖泥船提供一定的理论基础。

摘要：泥泵轴端螺纹根部有较严重的应力集中效应,使得螺纹根部局部应力较大,在交变载荷作用下,泵轴易发生疲劳破坏,影响工程进度及经济效益。以某绞吸挖泥船舱内泵的轴端螺纹为研究对象,在ANSYS中建立泵轴端部二维轴对称有限元模型,计算了螺纹根部的局部最大应力及相应的应力集中系数,分析了螺纹根部倒角半径、螺纹牙高、螺距和螺纹位置对应力集中系数的影响。结果表明,应力集中系数随螺纹根部倒角半径的减小而增大;螺纹牙高度对应力集中系数的影响不大,可忽略;应力集中系数和螺距线性正相关;适当增大螺纹与轴肩间距有利于减小应力集中系数。本文计算所得应力集中系数可用于修正材料的S-N(应力-寿命)曲线,从而提高泵轴疲劳寿命预报的精确度,各因素的影响规律可为泵轴结构优化设计提供参考。

摘要：消能箱作为泥舱系统的关键设备,直接参与疏浚装舱过程,其出流特性对船舶装舱效果及生产效率有重要影响。以1.50万m 3耙吸挖泥船的消能箱为研究对象,采用流场数值模拟手段,对消能箱主体尺寸、结构形式等影响出流特性的关键参数进行计算分析。结果表明,在一定范围内,消能箱管径越大,消能效果越好,且出流均匀性得到一定程度改善;等截面积条件下,圆形截面消能箱的装舱效果显著优于方形截面的设计;消能箱中部开口指向舱底的速度分量较大,可通过布置水平挡板进行局部优化。该消能箱设计有助于改善疏浚装舱过程中细粉砂的沉积效果,节省装舱时间,减少溢流损失。

摘要：为提高船舶对短排距的适应性,以大型绞吸挖泥船“新海燕”轮现有水下泵和舱内泵为研究对象,为保证泥泵叶轮通用性,保持叶轮轴面投影图不变,结合切割定律和包角变换法设计了短排距叶轮叶片型线,设计叶片为扭曲型叶片,并通过数值模拟对比分析了新设计的短排距叶轮和直接切割叶轮的性能及流场分布情况,最后分别对采用现有叶轮和短排距叶轮时船舶的适用工况进行了对比预测分析。研究结果表明:优化短排距叶轮的水下泵和舱内泵性能均满足设计要求,相较切割叶轮,设计点效率分别提高了1.1%和2.9%,且流场分布更为均匀;从追求产量的角度,优化短排距叶轮适用排距为0.15~2km;从经济角度,短排距叶轮适用排距分别为0.8~1km和1.6~2.85km;优化短排距叶轮提高了短排距工况时船舶的疏浚效率。

摘要：耙吸挖泥船泥舱环保阀通过调节开度来控制溢流液面落差,进而减少溢流混合物冲击,降低水体悬浮颗粒污染,达到环保疏浚的目的。目前环保阀调节主要依靠人工操作,调节频繁工作量大,调节效果因人而异。针对人工操作存在的弊端,设计了环保阀全自动控制器,重点开展装舱溢流过程智能感知和环保阀开度动态寻优算法的研究,实现了环保阀全自动无人化控制。技术成果在2艘3000 m^(3)等级耙吸船实船应用,应用效果表明该技术稳定可靠、工况适应性强,降低了劳动力的同时提高了整船施工的环保性,可快速推广至其它疏浚船应用。