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水下运载器对接装置设计及关键技术研究
| 论文题名： | 水下运载器对接装置设计及关键技术研究 |
| 关键词： | 水下运载器;对接装置;运动学分析;工作空间;路径仿真 |
| 摘要： | 水下对接技术是海洋资源开发与利用的核心技术之一，水下运载器对接装置是完成水下对接作业的必要手段。 通过对国内外在水下对接技术方面的研究，结合我国海洋环境的特点，本文制定水下运载器对接装置的总体方案，设计对接装置的总体结构。通过分析水下运载器对接装置作业环境的特殊性以及自身的作业要求，制定详细的作业方案。对接装置包括动态对接机构、缓冲锁紧机构以及盖板启闭机构三个部分。水下运载器对接装置在完成对接作业过程中是通过动态对接机构调整液压缸的行程来实现动环的不同的位置和姿态，以适应对接目标的不同的位置和姿态；缓冲锁紧机构可以实现稳定的初连接以及吸收对接过程中冲击力的影响。 通过对水下运载器对接装置的动态对接机构进行运动学分析，得出动态对接机构的运动学正、反解，从而分析出水下运载器对接装置能达到的极限位置和姿态，验证所设计的水下运载器对接装置可以完成水下有纵横倾角为30°的对接任务。 借助计算机辅助软件SolidWorks中Motion模块对水下运载器对接装置的工作空间进行仿真分析，这种方法可以直观的观察到对接装置仿真过程，避免了对接过程中的干涉现象。根据对接装置结构特性进一步优化了可达工作空间得到对接装置优化工作空间；根据实际作业需求得出对接装置的实际作业空间。基于ADMAS对水下运载器对接装置进行运动路径的仿真分析，得出液压缸行程、速度、加速度等参数随时间的变化曲线，验证水下运载器对接装置设计的合理性以及具有完成要求运动的能力。 通过计算水下运载器对接装置的附连水质量，基于 ANSYS/LS-DYNA对水下运载器对接装置进行显式动力学分析，模拟仿真蘑菇头与导引板在单点接触状态下的碰撞过程。得出蘑菇头的应力云图、弹塑性变形曲线，从而验证蘑菇头材料选择的合理性与正确性。 |
| 作者： | 王晓艳 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 侯恕萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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