滚装船艏门力学分析与液压系统超越负载控制

摘要

艏门是滚装船的重要设备之一，它的运动相对独立，与船体结构和通道装置间运动协调关系较为复杂，艏门通常为左、右开启模式，它的形状受船体线型影响，尺寸也需满足艏跳板的收放，形状多为特殊弧形。艏门启闭过程中，启闭油缸应考虑风、水流力、自重和惯性力，受力状况比较复杂。因此对艏门结构和运动控制的研究具有重要的意义。
　　根据DXDLⅢ型号滚装船艏门的技术要求，采用实际调研和运动学分析方法，设计了DXDLⅢ型号滚装船艏门结构。
　　对所设计的DXDLⅢ型号滚装船艏门结构进行了静力学分析，校验了艏门铰链的销轴关键部位的强度；在对艏门运动进行动力学分析的基础上，建立了驱动油缸的力学模型，推导出了油缸拉力Fc的数学表达式，设计了相应的液压油缸，并校验了油缸的强度。
　　基于所建立的Fc表达式，利用SimulationX，对液压系统与超越负载进行了仿真分析，利用华德平衡阀实现了超越负载的控制，并与美国SUN公司螺纹式插装阀的仿真结果进行了比较，华德平衡阀可以实现替代SUN公司螺纹式插装阀。
　　研制了DXDLⅢ型号滚装船艏门系统，对华德平衡阀的使用效果、艏门系统的工作状态进行了试验。现场试验表明，所研制的DXDLⅢ型号滚装船艏门系统具有运行平稳速度可控的优点，本文研究成果可以推广应用到其它类似滚装船上。

目录

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外在该方向的研究现状及分析

1.3 本课题研究的主要内容

第2章 DXDLⅢ型滚装船艏门结构运动学分析及艏门机构模型的建立

2.1 DXDLⅢ型滚装船艏门结构的技术要求

2.2 结构设计

2.3 基于CAXA的仿真模型的建立

2.4 运动学分析

2.5 艏门油缸的布置

2.6 本章小结

第3章 DXDLⅢ型滚装船艏门结构静动力学分析及强度校核

3.1 动力学分析

3.2 本章小结

第4章 基于SimulationX的超越负载建模与仿真

4.1 基于SimulationX建立虚拟样机

4.2 FD型平衡阀建模

4.3 基于螺纹插装式平衡阀建模：

4.4 系统原理图的构建

4.5 本章小结

第5章 DXDLⅢ型滚装船艏门系统试验

5.1 试验概述

5.2 试验原理

5.3 液压阀块的设计

5.4 应用FD平衡阀试验结果

5.5 艏门现场试验结果

5.6 本章小结

结论

展望

参考文献

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致谢

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