發(fā)布時間：2020-05-08 14:43

【摘要】：新世紀(jì)以來,海洋探索及海洋技術(shù)已逐漸成為世界各國爭相發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域,人類的海上活動日益頻繁。但與此同時,由于海洋環(huán)境的復(fù)雜與未知性,海洋事故時有發(fā)生。因此,建立并健全深海打撈救助應(yīng)急保障體系不僅是我國追趕世界先進(jìn)海洋技術(shù)水平的戰(zhàn)略需要,也是保障我國海上人員生命及財產(chǎn)安全的現(xiàn)實(shí)需要。在多數(shù)的深海打撈救助作業(yè)中,液壓鋼纜切割器由于切割效率高、能力強(qiáng)而被廣泛采用。然而,在現(xiàn)有的液壓鋼纜切割器中普遍存在以下兩個突出問題:一是刀具易損壞,隨著切割直徑的增大,現(xiàn)有的切割刀具極易出現(xiàn)翻邊、缺口等失效現(xiàn)象,工作可靠性難以保證;二是設(shè)計理論并不完善,尤其是切斷力的設(shè)計仍處于試驗(yàn)法設(shè)計階段,不僅存在成本高、周期長的缺點(diǎn),同時也造成了切割器整體體積與重量的冗余,進(jìn)而影響切割器的水下便攜性。針對這兩個關(guān)鍵問題,本文展開了研究工作,主要成果如下:首先,在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有剪切形式進(jìn)行了結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及適用性分析,針對斧頭型剪切方式,分析發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有刀具刃口失效的主要原因是:當(dāng)工件切斷后,切割刀片將在額定液壓力作用下互頂接觸,這導(dǎo)致了刃口因接觸應(yīng)力過大而失效。因此,本文根據(jù)實(shí)際應(yīng)用背景和作業(yè)對象的需要,提出了一種非全刃型刀具結(jié)構(gòu)。進(jìn)而,不同于常規(guī)的試驗(yàn)設(shè)計法,本文在切斷力的設(shè)計過程中,根據(jù)總體結(jié)構(gòu)方案,同時結(jié)合有限元技術(shù)及金屬變形相關(guān)理論,對切割器的切斷過程進(jìn)行了建模研究,并提出了一種新型有效的鋼絲繩切斷力理論評估方法。最后,本文在完成深海液壓鋼纜切割器的樣機(jī)切割試驗(yàn)基礎(chǔ)上,利用上海交通大學(xué)的壓力筒設(shè)備及廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局的“海洋六號”南海海上科考平臺,對切割器的耐水深性能及深海遠(yuǎn)程使用性能進(jìn)行了測試。本論文的研究成果有效豐富了鋼纜切割器的設(shè)計理論,實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)試驗(yàn)法到理論設(shè)計法的轉(zhuǎn)變。同時,研制的深海液壓鋼纜切割器經(jīng)試驗(yàn)證明,其有效工作次數(shù)較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到了大幅的提升,滿足了深海高工作可靠性的需求。
【圖文】：

體分類如表 1 1所示。表 1 1 常見的切割類作業(yè)工具總體優(yōu)點(diǎn) 工具名稱 作簡便，作業(yè)能力強(qiáng)；動作時間短，復(fù)位快；軟纜割刀 切鋼纜切割器 切割鋼飛剪 切直徑范圍大，作業(yè)靈活；切割復(fù)雜形狀障礙物；砂輪鋸 切割鏈鋸 切割割類及其他專用工具的發(fā)展應(yīng)用已較為成熟，的工具生產(chǎn)供應(yīng)商，如 Stanley、Weber-re各廠商通過自主設(shè)計，開發(fā)了功能多樣的作業(yè)

軟纜割刀 （b）電纜切割器 （c）鋼纜切割圖 1.2 Webtool水下切割器btool 公司在專用工具領(lǐng)域享有較高的知名度，其產(chǎn)品同的使用需求，具有完備的系列化產(chǎn)品，性能優(yōu)良。中型及重型工具三類，，均采用往復(fù)型液壓缸來驅(qū)動，切割器及鋼纜切割器[7]，如圖 1.2 所示。不同的產(chǎn)品類具有明顯區(qū)別外，其刀具結(jié)構(gòu)和材料也因工具作業(yè)對。液壓剪
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U676.8

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 龐維新;李清平;李迅科;;我國海洋油氣ROV作業(yè)能力現(xiàn)狀與展望[J];油氣儲運(yùn);2015年11期

2 向鵬;牛壯;朱碧海;王亞猛;;海水液壓軟纜割刀的設(shè)計與結(jié)構(gòu)分析[J];機(jī)床與液壓;2010年13期

3 劉海昌;汪建春;劉抗強(qiáng);;飛剪機(jī)的發(fā)展與思考[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2007年06期

4 王啟明,張君,譚定忠,王茁;水下作業(yè)工具深水液壓動力源[J];應(yīng)用科技;2005年01期

5 王啟明,譚定忠,王茁,李金山,孟慶鑫;水下作業(yè)工具系統(tǒng)[J];機(jī)械工程師;2004年08期

6 滕宇浩,張將,劉健;水下機(jī)器人多功能作業(yè)工具包[J];機(jī)器人;2002年06期

7 王曉東,孟慶鑫,王啟明,張立勛,劉乃釗;SIWR-Ⅱ水下機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)的研制[J];海洋技術(shù);1998年02期

8 李國燦;鋼絲繩的切斷與固定方式[J];起重運(yùn)輸機(jī)械;1986年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王素玉;高速銑削加工表面質(zhì)量的研究[D];山東大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 任曉軍;兩種深海往復(fù)型水下作業(yè)工具的研制[D];華中科技大學(xué);2016年

2 史聰聰;鋼絲繩有限元等效模型及應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2016年

3 鄭偉;水下管道維修機(jī)具結(jié)構(gòu)設(shè)計與切割過程建模及仿真[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

4 王永勝;基于有限元和遺傳算法的金屬切削過程物理仿真及優(yōu)化[D];華南理工大學(xué);2011年

5 邱力強(qiáng);典型海水液壓水下作業(yè)工具的設(shè)計與試驗(yàn)研究[D];大連海事大學(xué);2010年

6 王蘇東;醫(yī)用鈦合金切削過程有限元仿真與試驗(yàn)研究[D];南京理工大學(xué);2010年

7 徐志平;基于有限元方法的切削加工過程動態(tài)物理仿真關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2008年

8 倪忠進(jìn);鋼絲繩力學(xué)特性及失效機(jī)理研究[D];昆明理工大學(xué);2008年

9 房樹鋒;曲柄式飛剪設(shè)計及其剪切過程的有限元仿真[D];上海交通大學(xué);2007年

10 李作麗;高速切削力的動態(tài)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2005年

本文編號：2654810