基于形狀記憶合金元件驅(qū)動(dòng)的海底火山熱液采樣器開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-02-08 23:50
海底火山周?chē)蔷哂懈邷、高壓特點(diǎn)的極端環(huán)境,為了研究這種極端環(huán)境下微生物的生存特性,并在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)繁衍這種微生物,本文研究開(kāi)發(fā)了一種新型的基于形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的海底火山熱液采樣器;谟邢拊治鲕浖嗀DINA,我們對(duì)各種采樣閥方案進(jìn)行了比較分析,并從中選擇了具有自動(dòng)調(diào)心的球密封單向閥組成的采樣閥結(jié)構(gòu),利用形狀記憶合金(SMA)元件驅(qū)動(dòng)采樣閥完成采樣動(dòng)作,并且應(yīng)用氮?dú)鈴椈杉夹g(shù)保證保存在采樣缸內(nèi)的樣液在返回船載實(shí)驗(yàn)室的過(guò)程中所受的壓力與采樣點(diǎn)處所受的壓力一致,在這個(gè)意義上我們所提出的海底火山熱液采樣技術(shù)是一種保真采樣器技術(shù)。針對(duì)海底火山周?chē)@種高溫高壓的采樣環(huán)境,我們選擇了密度小,強(qiáng)度高,耐海水腐蝕的鈦合金為主體材料,加工制造了一套采樣器樣機(jī)。并且對(duì)采樣器相關(guān)零部件的制造加工工藝性能進(jìn)行了分析。最后對(duì)海底火山熱液采樣器樣機(jī)進(jìn)行了一系列的試驗(yàn),主要是檢驗(yàn)采樣閥密封性能的壓力試驗(yàn)和采樣效果的模擬熱吸試驗(yàn)。試驗(yàn)驗(yàn)證了采樣器的性能,表明它是一種可以應(yīng)用于海底火山和相關(guān)環(huán)境的熱液采樣技術(shù)。本海底火山熱液采樣技術(shù)的特點(diǎn)是:(1)利用具有形狀記憶的特性的形狀記憶合金元件驅(qū)動(dòng),完成采樣動(dòng)作,而無(wú)須電能驅(qū)動(dòng)...
【文章來(lái)源】:天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 海底采樣技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)原理概況
1.2.1 海洋采樣技術(shù)的分類(lèi)
1.2.2 海底火山熱液采樣技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展
1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容
第二章 海底火山熱液采樣器原理
2.1 海底火山熱液采樣技術(shù)原理概述
2.2 海底火山熱液采樣器采樣閥原理
2.2.1 滑閥結(jié)構(gòu)采樣閥方案
2.2.2 錐面密封單向閥采樣閥方案
2.2.3 球密封單向閥采樣閥方案
2.3 本章小結(jié)
第三章 基于有限元方法的海底火山熱液采樣器熱學(xué)分析
3.1 有限元基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介
3.2 ADINA 軟件簡(jiǎn)介
3.2.1 ADINA 軟件具有的突出特點(diǎn)
3.2.2 熱傳導(dǎo)的基本公式
3.3 基于ADINA 軟件的采樣缸與樣液的熱傳導(dǎo)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 海底火山熱液采樣器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 海底火山熱液采樣器結(jié)構(gòu)
4.2 海底火山熱液采樣器材料及加工問(wèn)題
4.2.1 海底火山熱液采樣器加工材料選擇
4.2.2 采樣器加工性能及采樣器加工問(wèn)題分析
4.3 海底火山熱液采樣器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
4.4 球密封單向閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.5 保壓卸樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.5.1 氮?dú)鈴椈杉夹g(shù)原理及應(yīng)用
4.5.2 密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.6 本章小結(jié)
第五章 形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)元件設(shè)計(jì)
5.1 形狀記憶合金的主要特性
5.2 形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)元件的設(shè)計(jì)
5.2.1 壓縮螺旋彈簧
5.2.2 螺紋拉桿
5.2.3 壓縮管式
5.3 本章小結(jié)
第六章 海底火山熱液采樣器性能試驗(yàn)
6.1 滑閥采樣閥結(jié)構(gòu)的海底火山熱液采樣器實(shí)驗(yàn)
6.1.1 滑閥采樣閥結(jié)構(gòu)的海底火山熱液采樣器樣機(jī)壓力試驗(yàn)
6.1.2 滑閥采樣閥結(jié)構(gòu)的海底火山熱液采樣器樣機(jī)熱吸試驗(yàn)
6.2 球密封單向閥采樣閥結(jié)構(gòu)的海底火山熱液采樣器性能實(shí)驗(yàn)
6.3 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)及工作展望
7.1 全文總結(jié)
7.2 今后工作的展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于載人潛水器的深海資源勘探作業(yè)技術(shù)研究[J]. 陳鷹,楊燦軍,顧臨怡,葉瑛. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2003(11)
[2]超彈性NiTi記憶合金平臺(tái)應(yīng)力在約束加熱過(guò)程中的變化[J]. 高萬(wàn)夫,崔立山,李巖,趙新清. 材料工程. 2002(04)
[3]NiTi形狀記憶合金的性能測(cè)試[J]. 金江,劉紅梅,洪俊青. 南通工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2002(01)
[4]海底取樣技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及工作原理概述──海底取樣技術(shù)專(zhuān)題之一[J]. 補(bǔ)家武,鄢泰寧,昌志軍. 探礦工程(巖土鉆掘工程). 2001(02)
[5]我國(guó)海洋探測(cè)技術(shù)五十年發(fā)展的回顧與展望(一)[J]. 朱光文. 海洋技術(shù). 1999(02)
本文編號(hào):3024693
【文章來(lái)源】:天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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第一章 緒論
1.1 引言
1.2 海底采樣技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)原理概況
1.2.1 海洋采樣技術(shù)的分類(lèi)
1.2.2 海底火山熱液采樣技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展
1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容
第二章 海底火山熱液采樣器原理
2.1 海底火山熱液采樣技術(shù)原理概述
2.2 海底火山熱液采樣器采樣閥原理
2.2.1 滑閥結(jié)構(gòu)采樣閥方案
2.2.2 錐面密封單向閥采樣閥方案
2.2.3 球密封單向閥采樣閥方案
2.3 本章小結(jié)
第三章 基于有限元方法的海底火山熱液采樣器熱學(xué)分析
3.1 有限元基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介
3.2 ADINA 軟件簡(jiǎn)介
3.2.1 ADINA 軟件具有的突出特點(diǎn)
3.2.2 熱傳導(dǎo)的基本公式
3.3 基于ADINA 軟件的采樣缸與樣液的熱傳導(dǎo)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 海底火山熱液采樣器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 海底火山熱液采樣器結(jié)構(gòu)
4.2 海底火山熱液采樣器材料及加工問(wèn)題
4.2.1 海底火山熱液采樣器加工材料選擇
4.2.2 采樣器加工性能及采樣器加工問(wèn)題分析
4.3 海底火山熱液采樣器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
4.4 球密封單向閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.5 保壓卸樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.5.1 氮?dú)鈴椈杉夹g(shù)原理及應(yīng)用
4.5.2 密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.6 本章小結(jié)
第五章 形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)元件設(shè)計(jì)
5.1 形狀記憶合金的主要特性
5.2 形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)元件的設(shè)計(jì)
5.2.1 壓縮螺旋彈簧
5.2.2 螺紋拉桿
5.2.3 壓縮管式
5.3 本章小結(jié)
第六章 海底火山熱液采樣器性能試驗(yàn)
6.1 滑閥采樣閥結(jié)構(gòu)的海底火山熱液采樣器實(shí)驗(yàn)
6.1.1 滑閥采樣閥結(jié)構(gòu)的海底火山熱液采樣器樣機(jī)壓力試驗(yàn)
6.1.2 滑閥采樣閥結(jié)構(gòu)的海底火山熱液采樣器樣機(jī)熱吸試驗(yàn)
6.2 球密封單向閥采樣閥結(jié)構(gòu)的海底火山熱液采樣器性能實(shí)驗(yàn)
6.3 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)及工作展望
7.1 全文總結(jié)
7.2 今后工作的展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于載人潛水器的深海資源勘探作業(yè)技術(shù)研究[J]. 陳鷹,楊燦軍,顧臨怡,葉瑛. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2003(11)
[2]超彈性NiTi記憶合金平臺(tái)應(yīng)力在約束加熱過(guò)程中的變化[J]. 高萬(wàn)夫,崔立山,李巖,趙新清. 材料工程. 2002(04)
[3]NiTi形狀記憶合金的性能測(cè)試[J]. 金江,劉紅梅,洪俊青. 南通工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2002(01)
[4]海底取樣技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及工作原理概述──海底取樣技術(shù)專(zhuān)題之一[J]. 補(bǔ)家武,鄢泰寧,昌志軍. 探礦工程(巖土鉆掘工程). 2001(02)
[5]我國(guó)海洋探測(cè)技術(shù)五十年發(fā)展的回顧與展望(一)[J]. 朱光文. 海洋技術(shù). 1999(02)
本文編號(hào):3024693
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