双金属机械复合管是油气田集输管线防腐控制的主要措施之一,而内衬层的失效是制约复合管工程应用的关键难题。为研究双金属机械复合管内衬层屈曲失效机理,建立弯曲载荷下复合管力学模型,研究成型压力、工作内压及复合管结构参数对内衬层失效模式的影响规律。结果表明:增加成型后的残余接触压力有助于提高内衬层的抗屈曲能力;较高的工作内压能够延缓内衬层屈曲时间,减小其褶皱幅值;成型前复合管层间初始间隙减小有利于提高内衬层抗屈曲能力;随着外基管壁厚、内衬管壁厚、复合管内径的增加,内衬管的抗屈曲能力增强。

文章从气泡流中的气泡密度分布与复声速之间的关系式出发,推导得到气泡的密度分布与声速系数以及声衰减系数的方程组。文中建立的声学测核技术采用带约束条件的最小化方法求解该方程组,得到气泡的密度分布。此外,设计和建立了一套完整的设备用于气核的声学测量,并基于LabVIEW图形化开发平台开发了一套气核声学测量软件。最后,应用图象显微方法测量了气核密度分布并与声学测核方法得到的结果进行比较,表明两种方法得到的气泡分布曲线吻合较好。

最小二乘法是传统的最优化设计方法之一.在一维传播的管道声学测量中,通过对多点测量数据的处理可定量求出入射声场和反射声场,并进一步得到声学材料的声学参数和管道的声阻抗.通过在声学管道内布置多个测点,采用最小二乘法就能有效地降低单个测点测量值的偶然误差,同时直观地反映出管道内声场的分布情况.但运用最小二乘法重建管内声场时,协方差矩阵Q的最小特征值λmin对于矩阵奇异性的影响是十分敏感的.为此,文中提出了测点等间隔分布的最佳配置方案,并对测点位置的选取提出了建议,对于测点固定布置但不等间距的管道测量系统,通过微量变化试件表面至第一测点距离的方法,可相对加密同一帧驻波范围内测点的分布,从而极大地提高系统的测量精度.

文章从规则腔室的低频解析法与高频统计法以及非规则腔室的数值法三个方面,归纳梳理腔室内部声场与结构振动耦合特性的计算分析方法,同时针对共振腔吸声与主动控制两种措施,综述了腔室内部噪声控制研究的新进展。

文章针对舰艇声呐平台的噪声问题,研究了三大噪声源对声呐自噪声的影响。研究表明,声呐舱水动力噪声分量主要受肋骨结构影响,在设计中应避免肋骨的形函数与湍流脉动压力波数—频率谱耦合。舰艇自身的螺旋桨噪声和辐射噪声主要从后部和底部向声呐平台传递,在声呐壁面附近和声呐区域产生较高噪声,为提高声呐自噪声控制效果,应在非透声壁面采取隔声措施。舷侧声呐受艇体振动影响较大,应在声呐单元安装导轨的振动传递途径上采取阻尼控制措施,有效降低声呐单元的振动响应。

本文针对带液压气动式张紧器的顶张式立管,综合考虑浮式平台-张紧器-立管之间的运动关系、液压气柱的张力-冲程非线性关系、立管的真实截面布置以及采油树的作用,建立更加符合工程实际的三维有限元分析模型,并通过与实验结果对比验证了该模型的正确性。基于该有限元模型,研究了张紧器的结构参数对顶张式立管动力响应的影响。结果表明:活塞和活塞杆的直径以及高压气体的初始压强对立管的动力响应影响最大;低压气体的初始压强以及液压气柱和立管之间的夹角对立管的动力响应也有重要影响;在相同的环境条件下,高压气体和低压气体的初始体积对立管的动力响应的影响较小。

全海深水下滑翔机是一种依靠浮力驱动的万米级深海滑翔机,其浮力调节系统在工作过程中将受到最大超过110 MPa的海水压力。本文针对传统基于单级柱塞泵结构的浮力调节系统在全海深工况难以正常运行的问题,提出一种基于二级串联柱塞泵结构的浮力调节系统设计方案,并对其泵油效率特性进行分析。通过搭建AMESim仿真平台和模拟压力试验平台对系统特性进行研究。实验结果表明:基于二级串联柱塞泵结构的浮力调节系统可以在全海深工况下正常运行,120 MPa压力下泵油效率达56%,其驱动模块体积小、重量轻,满足使用要求。

针对舰船操舵过程中舵叶与水动力之间存在强力位耦合的问题,本文设计出一种新型复式液压摆动缸转舵机构,该机构由内外两层转子组成,内层转子控制舵叶转角,外层转子进行力矩解耦。为减小复式液压摆动缸的质量和体积,本文提出一种基于协同进化的多目标遗传算法,算法包含两类种群,一类用于进化决策解,并评价罚因子,另一类用于调整罚因子,并指导第一类种群进化,两类种群通过信息交换,来指导自身的搜索,从而使整个系统协同进化,以此求解复式液压摆动缸各几何参数的数值,直至获得满意解。最后,将该算法得到的参数数据,在三维软件中完成建模,并利用有限元软件进行应力应变分析。结果表明,相较于传统遗传算法,协同进化多目标遗传算法得到的复式液压摆动缸的质量减少了约25.5%,其得到的几何参数数据更为合理。

文章在综合考虑了滑动轴承非线性油膜力以及行星轮系齿侧间隙等非线性因素的基础上,建立了滑动轴承-行星齿轮耦合系统的非线性动力学模型。通过数值仿真的手段初步研究了滑动轴承一行星齿轮耦合系统的非线性动力学特性,结果发现,滑动轴承非线性油膜力可以对行星齿轮系中各活动构件的啮频振动起到镇定作用,也可以导致系统各齿轮副动态啮合力的波动失去周期规律;输人轴转速的变化能够导致轴承力的振动形态在周期运动与混沌之间分岔;轴承间隙对行星齿轮传动系统各齿轮副啮合状态的影响规律是一个非常复杂的非线性映射,间隙值选择不当可能引起行星轮系齿轮副的单边冲击现象。

随着潜艇设备用电需求的提升, 电力电缆的大量使用为艇内空间布置和施工带来了极大的不便. 母线槽有 其载流量大、 重量轻、 安装方便等优势特点, 若能将母线槽应用于艇内馈电则可解决以上问题.但潜艇有着异于 上述工程结构的工作环境, 应用设计时需对其振动噪声进行控制. 文章结合管型母线槽与管路的结构相似性, 从 敷设自由阻尼层、 增加连接部位界面阻抗失配度的角度对管母线进行了结构动力性能设计;分析了敷设阻尼、 粘 弹夹层软连接对振动能量的吸收、 阻隔效果;完成了某典型软连接形式下的振动响应计算, 结果表明该抑振设计 工况可使管母线的中跨段加速度总振级降低25dB;探究了内外侧绝缘阻尼层在不同模量、 损耗因子及厚度情 况下对管母线振动性能的影响, 为母线槽振动噪声控制提供了设计支撑.