针对海洋石油平台导管架安装采用导管架调平器卡爪的接触力学过程进行了研究。首先设计了导管架调平器结构,并根据调平器的卡爪与导管桩及袖筒的接触摩擦力来实现调平的原理,对调平器卡爪齿进行接触受力分析,建立的卡爪齿和导管桩接触有限元分析模型能够反映卡爪齿的接触压力以及挤压变形状况,最终选出了较好的卡爪齿型和材料。

针对水下生产设施加工制造过程专业性、可靠性、信息化程度需求逐渐加大的趋势,通过考察产品结构及工艺特点并借鉴国外此类生产基地的布局方案,进行生产线设备选型、布局规划研究,以满足水下产品小批量、多品种、多规格的特点。此布局规划通过生产过程中的物料输送进行检验,可见布局物流顺畅,并设计了布局相应的配套系统,为生产线建设提供参考。

通过对应用背景的分析阐述了课题研究的实际意义.完成了可在水下切割输油管道的金刚石绳锯机的总体方案设计确定了该机的液压、检测及控制系统的方案并将采用计算机操作实现其切割作业的自动控制.

通过对目前液压冲击器的分析,提出了一种高速开关阀控制液压冲击铲的设计,对其结构组成、工作过程和控制特点等加以叙述.由于它可以把各调节变量作为整体加以调整,这样就使得各方面的协调性更强.

液压冲击器的工作性能中最重要的是冲击能,冲击能又与冲击频率密切相关.文中首先从自反馈液压冲击器的工作原理出发,根据此冲击器的运动情况,给出了冲击器的活塞杆的冲程与回程的动力学方程,又通过变步长的四阶龙格-库塔法,求解冲程和回程的动力学方程,得出活塞杆运动过程中时间与活塞杆行程的对应关系,最终在理论上得到了此液压冲击器的冲击频率.利用理论计算的方法来研究冲击过程,能够提高设计过程中参数选择的正确性,提高设计工作效率.

针对海下工程作业工具——闸刀式管锯进给系统的速度要求，设计了阀控液压马达速度伺服系统。该文建立了该系统的数学模型，对影响控制系统特性的因素进行了分析。针对系统非线性严重的特点，提出了模糊PID控制策略，建立了模糊控制规则，规划了隶属度函数，较好解决了这种非线性系统同时提高进给速度快速性、稳定性和保证精度的问题。仿真结果研究表明，该控制方法应用于闸刀式管锯的液压控制系统具有稳定性好、响应快、结构简单的特点。

该文通过对阀控非对称液压缸电液力伺服系统线性模型、滑阀的负载流量方程及液压缸活塞上的受力分析，确定了控制金刚石串珠绳张力的非对称液压缸传递函数和伺服系统传递函数。并对系统进行了校正处理，校正后的系统稳定，闭环阶跃响应速度和响应稳态误差均满足要求。因此从理论上分析，利用校正后的液压伺服系统能够对串珠绳的张肾力进行调整，使其始终能在最佳的状态下工作。水下金刚石绳锯机张肾力的液压伺服控制方案的确定，为该绳锯机的自动控制奠定了理论基础。

为了实现水下切断破损油气管道、更换新管的目的，改变水下气割影响施工质量和时效以及作业火花造成的不安全因素，设计了一种液压闸刀式切管机。该切割机可通过更换不同刀具来切割不同材料的构件，如采用镶金刚石颗粒的高速钢刀具可实现钢筋混凝土包层的钢管的一次切断，不受环境的限制，切口表面光滑，作业效率高。同时该机可以利用辅助作业船上的液压动力或类似现场的液压动力，不必另配液压源，是海底修管施工中现场切割破管的一种必不可少的设备。

介绍了水下管道坡口机的电液比例阀控系统的研究.坡口机是海管维修焊接的必需工具根据水下管道维修的需要所设计的液压系统由径向进给回路、周向爬行回路、动力头回转回路等组成此电液比例阀控液压系统经仿真表明其切实可行可靠性好响应快、抗干扰能力强能够无级调速和调压满足工作环境的要求.

液压系统实际工作时会用一个液压泵同时给两个液压马达供油，如果两个液压马达工作时所受到的负载力不同，即系统压力不同时，液压油液会优先流经压力较小的马达，造成马达转速不能满足设计要求。为了解决这一问题，分别在两个马达支路上各安装一个调速阀，调速阀由定差减压阀和节流阀串联组成，按照仿真数值调整调速阀参数从而解决由于节流口的压力变化而引起的流量变化，即实现负载力的变化不影响调速阀的工作性能。最后通过仿真软件AMESim对该液压系统进行了建模仿真分析，验证液压系统参数变化与液压回路设计的合理性。