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《油气储运》2016,(12)
海洋非粘结型柔性软管具有各层间相对独立且可移动的特殊结构,具有较好的柔韧性和适应性,成为海洋尤其是深海开发的必需管道,对深海资源的开发具有重要的工程应用与战略价值。介绍了海洋非粘结型柔性软管的性能特点及其典型管体的主要结构,分析了骨架层、内衬层、抗压铠装层、耐磨层、抗拉铠装层、中间层、外包覆层的结构特点与作用,重点探讨了集束生产管、带有抗硫化氢层的软管、碳纤维抗拉铠装层软管3种新型研制管材的设计特点与工作原理。研究结果表明:与普通钢管相比,海洋非粘结型柔性软管更适合用于深海资源开发,可以根据实际环境要求设计各层结构;研制的3种新型软管可以满足超深水复杂工况的需求,成为海洋非粘结型柔性软管的研究热点。 相似文献
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改进末端执行器的采摘成功率是提高采摘机器人采摘能力的重要手段。由于在相同剪切速度和果柄直径下,采用简支梁的剪切方式比采用悬臂梁剪切方式更容易剪断果柄,而通过夹持机构夹住柑橘再进行剪切能实现简支梁方式剪切果柄,因此可在末端执行器增加夹持机构来提高末端执行器的采摘成功率。通过对柑橘的极限挤压试验,得出柑橘在受压面直径为14.12 mm的条件下,所能承受的极限载荷为14.0 N。据此结果和柑橘相关参数,设计了夹持机构手指,并确定了其对柑橘的最大夹持力不超过102.41 N,同时根据前期研究成果和果柄受力分析,确定夹持机构的最小加持力不得小于3.79 N。由夹持机构运动特点完成控制系统设计,建立夹持机构三维模型并进行有限元分析与验证。制作了夹持机构样机并进行了不同品种柑橘的夹持实验,并将夹持机构安装在末端执行器上,在室外自然条件下进行无夹持机构和有夹持机构的采摘对比实验。实验结果表明,夹持机构可实现对各品种柑橘的无损夹持,增设夹持机构后末端执行器采摘成功率由70%提升至85%,对末端执行器采摘成功率有显著提升,从而提高了采摘机器人的采摘作业能力。 相似文献
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柑橘机器人夹持损伤有限元预测及试验验证 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】研究作业机器人不同夹持条件下柑橘的内部应力变化,预测并分析柑橘的夹持损伤。【方法】测定柑橘各组分的力学参数;根据柑橘结构建立其所对应的有限元模型,模拟机器人不同指面夹持柑橘的过程;利用自行设计的末端夹持平台对柑橘实物进行夹持验证试验。【结果】柑橘的纵向果皮和果肉的弹性模量分别为11.408和0.277 MPa,极限应力分别为1.250和0.048 MPa。模拟试验中,得到柑橘果皮和果肉的等效应力分布图;柑橘果皮应力大于果肉;由于果肉的极限应力小于果皮,果肉的损伤先于果皮;相同夹持力下,弧指比平指对柑橘果皮和果肉作用应力小;平指夹持力为23 N时,果肉出现损伤,但弧指夹持力为45 N时,果肉才出现损伤;当夹持力分别为12、23、34、45、56、67 N时,平指比弧指夹持的柑橘果肉损伤率分别大0、10%、30%、40%、20%、20%。夹持试验结果验证了模拟预测试验。【结论】可实现柑橘夹持损伤预测和评估,可为柑橘作业机器人的减损结构设计提供依据。 相似文献
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为解决传统生产中海珍品分拣方式效率低、破损率高的实际问题,以虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)为对象,在对其形态特性、物理特性研究的基础上,研制了一种三指柔性抓取装置,柔性手指呈“A”字型结构,柔性三指张开度Ф为14.66～197.44 mm,并建立柔性手指模型,将虾夷扇贝实体简化为类球体,对柔性单指受力和柔性三指抓取进行仿真分析。结果表明：设计的分拣装置柔性单指受力时向接触面受力一侧弯曲,柔性三指弯曲变形组成完整的包络曲面,包络自适应性能良好;对单一规格虾夷扇贝进行抓取成功率和夹持力试验显示,当气压低于0.2 MPa时,抓取成功率不足90%,当气压达到0.6 MPa时,平均抓取成功率在98%以上,壳体及边缘均无破损,且随着气压的增加,抓取成功率和夹持力均呈正相关变化;在气压为0.6 MPa时,对3种不同质量的虾夷扇贝进行抓取性能试验显示,实测横向、纵向抓取的最大夹持力分别为8.76、7.24 N,虾夷扇贝壳体及边缘无破损,且随着虾夷扇贝质量的增加,夹持力呈下降趋势。研究表明,本研究中所设计的分拣装置能够满足大部分贝类珍品分拣的需求,可应用于规模化生产扇贝、牡蛎... 相似文献
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由于复合材料几何复杂性与层间接触的影响,海洋软管轴向压缩破坏的数值计算极为复杂、耗时。在此提出了海洋软管轴向压缩破坏简化模型,在等效刚度的前提下,将8层的管截面简化为5层。通过刚度校核和实验对比验证了简化方法的合理性与实用性,且基于简化模型研究了软管轴向压缩破坏响应。该简化模型改善了非线性分析的收敛性,提高了计算效率。结果表明:当抗磨层和外保护层达到材料屈服强度时,内外抗拉铠装层迅速径向膨胀出现分离间隙;当抗磨层和外保护层达到材料极限强度时,抗磨层和外保护层发生破坏,内外抗拉铠装层出现最大分离间隙,软管失去轴向抗压缩能力。该简化模型可模拟海洋软管轴向压缩破坏,可为海洋软管的设计与安装提供技术支撑。 相似文献
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针对试制的2ZP–10型水稻钵苗抛秧机拔苗损伤率高和秧苗株距不准确的问题,设计了钵苗柔性夹持拔苗装置替代原有拔苗装置。该装置由秧盘输送带、柔性同步带夹持器、秧盘回收装置和钵苗承接输送带组成,通过同步带上柔性材料微小变形所产生的柔性夹持力拔出钵苗。在自制的水稻钵苗柔性夹持拔苗装置试验台上,以深两优5814水稻秧苗为试材,对影响秧苗损伤率、漏拔率及秧苗株距合格率的夹持间隙、夹持柔性材料、起拔角进行单因素试验和多因素正交试验。结果表明,对秧苗损伤率、漏拔率及秧苗株距合格率影响大小依次为夹持间隙、夹持柔性材料、起拔角;当夹持间隙为0 mm、夹持柔性材料为海绵、起拔角为30°时,秧苗损伤率、漏拔率、秧苗株距合格率分别为2.00%、5.00%、91.00%,是实现水稻钵苗柔性拔苗作业的最优组合。 相似文献
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油管道运行过程会干扰土壤温度和水分的自然运移,为了使水热迁移对冻土状态施加的扰动更为形象化,对冻土力学变化进行数值分析。对水热迁移引起的冻土骨架、孔隙结构的小范围变化进行分析。根据模拟计算结果,水热迁移对冻土施加的作用直观表现为:在环境气温低的月份,冻土应力增大,应变减小;在环境气温高的月份,冻土应力减小,应变增大;这种趋势源于环境气温变化对管道与冻土交互换热幅度及冻土水热运移状态的改变。本质原因:随温度上升,孔隙内的胶质结构被破坏,孔隙结构被挤压变形,表现为孔隙度、孔径变小,水分运移加速,对冻土骨架产生应力、压力作用,同时降低骨架强度。 相似文献
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针对长输管道泄漏抢修的特点,利用管道局部挤压的方法,能够在短时间内最大限度地减少或防止油品泄漏危害。基于管道塑性变形理论和能量守恒原理,结合"Bow-tie"管道塑性变形计算模型,建立了管道径向载荷作用下的挤压变形模型,对管道挤压和管内泄漏余压作用下的塑性变形进行分析计算。得到了不同管径管道挤压所需载荷量,利用非线性拟合得到了挤压载荷的分布数据。分析表明:管道挤压载荷随管径、屈服应力的变化,呈现S形递增。该模型可以确定不同管道的挤压变形载荷,为管道挤压抢修提供理论和实践依据。 相似文献
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《油气储运》2016,(9)
为了确保大口径高压力的进出站管道在不设置锚固墩的情况下依然能安全运行,从管道柔性布局和应力分析着手,基于中亚天然气管道实例,综合考虑管道应力、位移、受力及施工等影响因素,对清管站场进出站管道的设计方案进行研究。通过管道应力分析软件CaesarⅡ,分别对锚固墩安装方案和管道柔性安装方案进行模拟计算和分析。结果表明:大口径高压力的干线管道,若采用锚固墩的传统安装方式,锚固墩受到的管道推力的理论计算值达到上千吨,这使得锚固墩尺寸巨大,投资较高,同时无法消除的巨大推力将永远保留在管道和锚固墩之间,对管道运行产生安全隐患;若采用柔性安装方式,通过曲率半径较大的清管弯头的移动和变形,则能够大大降低推力,减少投资,在不设置锚固墩的情况下,保证管道在全寿命周期内安全运行。 相似文献
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基于隧道穿越管道进出洞口的约束状态及应力分析,提出了隧道进出口弯管设计形状简化的处理方法。推导了弯管参数简化后的受力平衡方程,利用该方程导出最大弯矩状态下的管壁应力σBmax的计算方法。可利用最大计算应力选取或验算弯管壁厚,以保证弯管形式的安全可靠。计算结果全面反映了施工安装阶段的实际情况,体现了隧道内管道施工安装中的工程参数,有利于工程质量的控制。（图4,参6） 相似文献
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浮顶中央排水管是大型浮顶储罐必备的排水装置，对其总的要求是能随浮盘自由升降，直管连接处密封可靠，且转动灵活，装置本身能耐储液和雨水腐蚀。由于其各类产品结构各异，应用条件不尽相同，排水管在运行中均存在程度不同的问题，旋转接头式排水管动密封点的泄漏则是发生在运行中的主要问题之一。分析表明，泄漏的原因有：①未严格按照施工规范安装，以及运行期间储罐基础发生不均匀沉降，导致旋转接头受到挤压；②接头密封与储液 相似文献
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为确定叶类蔬菜机械化收获参数，以收获期上海青为研究对象，通过夹持部位破损临界力试验分析上海青的无损夹持力。针对目前采用万能试验机进行压缩试验的不足，设计了一款夹持参数测定试验平台，该试验平台可对夹持输送作业的相关参数进行调整，并借助传感器对作业过程实时记录。以夹持角度（15°～25°）、夹持高度（2.0～4.0 cm）和夹持材料（橡胶同步带、花纹输送带、蓝布海绵皮带）为影响因素，以破损临界力和破损压缩量为评价指标，通过响应曲面试验优化上海青收获过程中夹持输送的综合影响因素，建立了影响因素与评价指标之间的回归方程式，并探究各因素组合对上海青夹持输送的影响。结果表明，当以蓝布海绵皮带为夹持材料、以最小破损临界力和破损压缩量为目标时，破损临界力和破损压缩量分别为16.95 N和18.03 mm，在夹持角度15°和夹持高度2.0 cm处。在实际收获中为减少上海青的损伤率，应保持夹持力在最小夹持力和破损临界力之间。 相似文献
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从几何学角度出发将S型和U型管道的阻力规律作了对比研究。通过实验研究提出S型管道阻力系数的经验公式,并与U型管道的阻力系数以及现行叠加计算值作了比较。实验结果表明,这种复合弯管的阻力系数,不能简单的用线性叠加原理计算,即将各几何组成部分的阻力系数叠加,应按其固有的阻力规律计算。另外,本文还分析比较了S型和U型管道的阻力变化规律,提出可用线性叠加原理计算的判据。 相似文献
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为了保证全自动焊机的通过性,实现全自动连续焊接作业,采用连续冷弯管替代热煨弯管以达到等效转向效果,将直管道和冷弯管在沟上焊接完成后进行整体沉管下沟作业。管道在沉管下沟过程中会经历高应力状态,尤其对于带有水平连续冷弯管的管道,整体沉管下沟过程中的应力状态更加复杂,尚无施工先例。采用有限元方法分析了带水平连续冷弯管管道双侧单向沉管下沟的基本规律,分析了水平连续冷弯管管道沉管下沟后残余应力存在的原因、分布情况及影响因素,提出了水平连续冷弯管管道沉管下沟的可行性评判标准,并将其应用于中俄东线天然气管道进行论证。研究结果表明:中俄东线1422 mm×21.4 mm、1422 mm×25.7 mm、1422 mm×30.8 mm管道规格的水平连续冷弯管管道整体沉管下沟的施工方案可行。 相似文献
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针对海洋管道的施工情况，提出了确定管中应力和吊点位置选择的两个问题。根据材料强度，认为起吊引 的管中应力不宜超过许用应力。为此，分析管子起吊的受力和变形，是选择海洋管道最佳起吊位置的保证。利用材料力学方法对此问题进行了分析。在应力分析中，研究了集中载荷单独作用、均布载荷单独作用端口位移条件等问题，并给出了相应计算公式；对于最佳吊点位置，除给出计算公式外，还以曲线形式给出了管中最大应力、悬空长度和提 相似文献
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介绍了双波纹管万向伸缩节的性能特点，它是用一段短管两端各接一个波纹管再用拉杆起来而成的，使波纹管不会因内压而伸长，拉杆可在一定角度内的任意方向摆动，该伸缩节可在垂直轴线的任意方向变化，它可作为管道补偿器，也适合作油罐柔性管接头，以吸收地震，夺基下沉等引起的油罐与管道的相对变位，指出伸缩节的变位反力是管道固定支座设计的依据，并对侧向力与内压力的关系进行了分析论证，在国外资料中，有的认为侧向力与内压力 相似文献