海纜如鋼管臍帶纜、動態(tài)海纜、重裝拖曳纜等是海洋資源開發(fā)的重要裝備,在海洋資源開采、水下機器人作業(yè)、海洋探測等領(lǐng)域十分重要。隨著海洋資源開發(fā)面向深水,對海纜抗拉伸性能提出更高要求,其中螺旋纏繞的抗拉鎧裝鋼絲層起到抵抗軸向拉伸荷載的作用。目前,我國海纜主要面臨拉斷力設(shè)計過于簡單、鎧裝層加工工藝缺乏理論指導(dǎo)、鎧裝機張力控制精度差這三個問題,導(dǎo)致設(shè)計制造出來的海纜抗拉性能低,。故本文分別從這三個方面進行研究為高抗拉性能海纜的國產(chǎn)化提供參考。首先,海纜抗拉鎧裝層拉斷力設(shè)計方面,由于材料非線性及內(nèi)核徑向收縮引起的幾何非線性會極大地會影響海纜極限拉斷力的理論預(yù)測,故文中首先基于ABAQUS軟件建立了海纜彈塑性數(shù)值模型,并考慮內(nèi)核徑向收縮、層間接觸等得到了海纜的拉斷力。同時設(shè)計了相關(guān)拖曳纜拉斷試驗,對比研究表明,兩者拉斷力誤差在10%之內(nèi),從而驗證了數(shù)值模型的正確性。其次,海纜抗拉鎧裝層纏繞成型方面,本文基于彈性假設(shè)并忽略設(shè)備間摩擦等因素,建立了抗拉鎧裝鋼絲纏繞成型過程的理論力學(xué)模型,量化了關(guān)鍵參數(shù)如纏繞張力、角度及半徑等與鋼絲截面內(nèi)力的關(guān)系,基于此模型提出加工后鋼絲截面殘余應(yīng)力的預(yù)測方法。同時通過A... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 海纜介紹
        1.2.1 海纜的截面形式
        1.2.2 海纜的的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 海纜拉斷力設(shè)計研究綜述
    1.4 海纜加工工藝研究綜述
        1.4.1 海纜的制造流程
        1.4.2 海纜加工力學(xué)研究概述
    1.5 鎧裝機控制系統(tǒng)研究綜述
        1.5.1 張力控制器的研究現(xiàn)狀
        1.5.2 張力控制策略研究現(xiàn)狀
        1.5.3 內(nèi)�？刂扑惴ǖ陌l(fā)展
        1.5.4 海纜鎧裝機張力控制的特點
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
2 海纜拉斷力設(shè)計研究
    2.1 拖曳纜拉伸剛度理論分析
    2.2 拖曳纜拉伸剛度數(shù)值模擬
        2.2.1 拖曳纜結(jié)構(gòu)特點和幾何參數(shù)
        2.2.2 拖曳纜拉伸剛度有限元模型
        2.2.3 拉伸剛度數(shù)值模擬結(jié)果分析
    2.3 拖曳纜拉斷力模擬
        2.3.1 鋼絲材料本構(gòu)關(guān)系
        2.3.2 拖曳纜拉斷力數(shù)值模擬結(jié)果
        2.3.3 數(shù)值模擬誤差分析
    2.4 拉斷力試驗驗證
    2.5 本章小結(jié)
3 海纜抗拉鎧裝層纏繞成型加工力學(xué)研究
    3.1 纏繞成型評價標(biāo)準(zhǔn)
        3.1.1 殘余加工應(yīng)力小
        3.1.2 纏繞緊密
    3.2 纏繞成型理論力學(xué)模型
        3.2.1 纏繞張力對海纜殘余應(yīng)力的影響
        3.2.2 纏繞半徑、角度對殘余應(yīng)力等的影響
    3.3 纏繞成型數(shù)值模擬
        3.3.1 纏繞成型有限元模型
        3.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析
    3.4 最優(yōu)張力選取
    3.5 本章小結(jié)
4 鎧裝機張力控制系統(tǒng)研究
    4.1 張力控制系統(tǒng)組成
        4.1.1 張力監(jiān)測裝置
        4.1.2 張力執(zhí)行器
    4.2 張力控制系統(tǒng)建模
        4.2.1 張力的產(chǎn)生
        4.2.2 纏繞張力的力學(xué)模型
    4.3 鎧裝機收線張力內(nèi)�？刂破髟O(shè)計
        4.3.1 濾波器的設(shè)計
        4.3.2 內(nèi)�？刂破鞯脑O(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3044056