光电复合缆绞车牵引系统力学分析

针对深海光电复合缆绞车牵引系统的复合缆和卷筒的设计缺乏理论依据的关键问题,根据光电复合缆的特性和大容量收放的特点,运用微积分和MATLAB仿真的方法对复合缆在双卷筒上的受力进行详细分析,得到牵引卷筒上复合缆力学模型,进而讨论了牵引卷筒上复合缆的张力衰减情况。最后,基于ANSYS软件对复合缆进行有限元分析验证缆绳应力变化。仿真结果证明,所建立的牵引卷筒上缆绳的力学模型符合条件,为大载荷绞车的牵引系统设计提供了理论依据,有一定的工程意义。     

深海取样绞车储缆卷筒电-液速度控制系统分析

介绍了深海取样绞车储缆卷筒控制系统的工作原理,分析了钢缆在储缆卷筒上横向排缆过程中,储缆卷筒电一液控制系统各环节的电气和液压特性,建立了传递函数组成的数学模型,并分析了此数学模型的频率特性.     

深海取样绞车牵引卷筒上钢缆张力分析

文中根据深海取样绞车的钢缆和牵引卷筒之间力的关系,利用微积分学原理,对钢缆在牵引卷筒上的张力变化进行了分析,建立了钢缆张力、钢缆与卷筒间的摩擦系数、钢缆在卷筒上的包角等参数之间的关系式,并通过实例对该关系式进行了验证。     

深海观测系统脐带缆形态分析及计算

通过对水下拖曳系统脐带缆索的受力情况、形态进行分析，建立了三维空间缆索的物理模型和数学模型，并在此基础上编制了计算程序，对6000m深海观测系统脐带缆的性状进行了模拟计算，其结果为深拖系统最佳缆长的确定提供了理论依据。     

遥控水下机器人脐带缆收放绞车设计及牵引力分析

脐带缆收放技术是有缆遥控水下机器人的一项关键技术,该技术直接影响水下机器人载体的收放及作业过程中脐带缆的安全。针对目前水下机器人收放系统中脐带缆收放技术的特点,给出了一种具有自动排缆、低张力缠绕、能够提供大牵引力和安全制动功能的紧凑新式脐带缆绞车方案,并对牵引绞车与储藏绞车之间脐带缆张力与牵引绞车的牵引力进行了理论分析,给出了二者之间的关系函数。     

一种新型张力保护自动收放脐带缆绞车装置

介绍一种新型张力保护自动收放的脐带缆绞车装置的组成及特点。该装置克服了传统脐带缆绞车全人工操作模式所存在的效率低和安全性差等问题,实现了脐带缆绞车的自动收放和排缆,准确控制脐带缆张力,有效保护脐带缆的安全,大幅提高了潜水器等水下作业设备的工作效率和作业安全性。     

母船垂荡导致ROV脐带缆参量共振的研究

研究有缆遥控潜水器(Remote Operated Vehicles)的脐带缆受到轴向激励所产生的大幅横向振动,即参量共振.ROV脐带缆的参激现象发生会影响ROV的安全性.针对ROV脐带缆的结构特性,推导出其在轴向激励力下的非线性振动方程.运用希尔无穷行列式的方法分析脐带缆的参量不稳定性.以稳定性图为基准分析脐带缆在多...     

深海调查绞车牵引机构和储缆机构分离技术系统分析

简要介绍了深海调查绞车的技术发展状况,分析了牵引机构和储缆机构分离技术为基础的绞车的组成部分和其相应的功能,探讨了牵引卷筒、储缆卷筒和直角排缆器的液压传动系统和控制系统的基本工作原理,并对绞车储缆卷筒的自适应张力控制器做了简单的介绍。     

深海采矿车布放回收中脐带缆轴向张力响应特性研究

在深海采矿车布放回收中,准确预报脐带缆在底部自由悬垂边界条件和顶部波浪载荷随机激励等共同影响下的动力响应是关键点之一。基于三维势流理论与集中质量法,结合水面支持船运动和海流联合激励,对深海布放回收中脐带缆的顶端张力等力学特性进行研究。结果表明：在布放回收过程中,轴向张力在结构载荷中占主要成分;由波浪引起的轴向张力极值与均值差距最大可达到54%;轴向张力的频谱存在双谱峰,分别为 0.14 Hz的主峰和0.10 Hz 的次峰;当浪向角为180°时,轴向张力处于峰谷。     

基于多阶段贝叶斯网络法的脐带缆全寿命周期可靠性分析

脐带缆是深海油气开发的关键设备之一,主要由钢管单元、电缆单元、光缆单元、护套及铠装单元组成。脐带缆在全寿命周期经过设计制造、储存、安装、在位运行、修复阶段,其每个阶段的可靠性并不是某个常数,而是随时间变化的函数,因此有必要对脐带缆全寿命周期可靠性的变化进行分析。建立某气田水下脐带缆在储存、安装、在位运行阶段的故障树模型,将其转化为多阶段贝叶斯网络模型进行建模分析,基于OREDA手册数据,假设部件寿命服从指数分布,对脐带缆存储、安装、在位运行阶段的可靠性进行分析,得到不同阶段脐带缆可靠性的变化曲线,并与可靠性框图方法进行对比分析。同时,通过引入条件可靠性对该方法进行了优化,分析脐带缆修复后的可靠性变化,以及对脐带缆关键部件进行重要度分析,针对薄弱环节提出改进措施。可靠性分析可为水下脐带缆的安全运行提供技术支持,同时也为海洋结构与设备的全寿命周期可靠性分析提供了一种方法参考。     

基于长基线系统深海采矿ROV精确定位

对于深海采矿集矿机ROV的定位,采用传统的长基线水声定位系统通常存在较大误差。对此提出了一种新的算法模型,首先通过比较集矿机测量位置与前一次修正位置的几何关系,对当前集矿机的位置进行修正,然后利用新的集矿机位置修正声速的数值,并得出重新修正后的集矿机测量位置。这样反复的多重迭代使得在某一时刻集矿机ROV的测量位置逐步趋近其理想位置,实现长基线系统的水声精确的三维立体定位。通过数值仿真分析,结果显示与传统的长基线水声定位方法相比,通过该方法获得的集矿机行驶轨迹能更好地趋近其理想行驶曲线,表明该算法的有效性。     

基于ROV的近海底地形测量及其在马努斯盆地热液区的应用

针对重点的特殊深海研究区（如热液冷泉、洋中脊区域）,在船载多波束数据获得研究区大面积地形资料的基础上,有必要选取典型深海小靶区进行高分辨率地形测量为进一步深入研究提供保障。根据船载多波束实测数据选取PACMANUS热液区作为靶区,基于长基线定位,利用“发现”ROV搭载多波束系统进行近海底全覆盖地形测量。结果表明,依托于船动力定位系统及差分GPS,长基线为ROV提供了可靠的高精度定位,使得近海底测量的地形数据分辨率数倍优于船载多波束测得的地形数据的分辨率。高分辨率地形清晰的显示了PACMANUS热液区锥形丘体等特殊微地形,与已发现的热液点和火山区有很好的对应。进一步分析发现,该区域活动的热液区主要发育于坡度大于30°斜坡上的地形突变区,其成因仍需深入研究。利用ROV搭载多波束近底测量是获取深海小靶区高分辨率地形的可靠途径和方法,有利于提高深海海底研究的针对性,将促进我国深海科学研究的发展。     

观察型水下机器人ROV系统配置研究

在简述无人遥控潜行器(ROV)系统构成的基础上,就观察型ROV的推进系统、成像系统、应用环境以及风险分析等方面进行深入探讨,提出了在我国海域环境下,有关水下机器人系统配置以及实际应用等方面的建议。     

深海无人遥控潜水器耐压电子舱结构设计与分析

研究深海无人遥控潜水器(ROV)耐压电子舱结构设计中涉及的力学分析技术。利用有限元数值分析方法校核耐压电子舱在深水条件下的强度、刚度与稳定性。根据深海耐压电子舱受力特点,优化其结构形式和尺寸,获得最优结构拓扑构型。对于耐压电子舱上下壳体接合面间接触问题,将非线性接触分析和简化分析法的计算结果进行比较。探讨加工误差与初始缺陷对耐压电子舱力学性能的影响。计算结果表明,耐压电子舱结构优选设计方案满足力学性能和重量要求,并且对加工误差与初始缺陷的影响不十分敏感。     

ROV study of a giant pockmark on the Gabon continental margin

A giant, 800-m wide pockmark, called Regab, was discovered along the Equatorial African margin at 3160-m water depth and was explored by remote operated vehicle (ROV) as part of the Zaiango (1998–2000) and Biozaire (2001–2003) projects carried out conjointly by TOTAL and a number of French research institutes. A microbathymetric map obtained using the ROV sensors shows that the pockmark actually consists of a cluster of smaller pockmarks aligned N70 along a 15-m deep depression. Methane was recorded all over the pockmark, the highest values along the axis of the depression where massive carbonate crusts and dense seep communities were also found. Several faunal species belong to the Vesicomyidae and Mytilidae bivalve families, as well as to Siboglinidae (Vestimentifera) tubeworms. Preliminary analyses confirm their association with symbiotic bacteria, thus documenting their dependence on fluid seeps. The pockmark appears to be related to an infilled channel, visible on the seismic data 300 m below the seafloor, which may act as a reservoir for biogenic fluids supplied to the trap from the surrounding sediments.     

级联式ROV的设计及典型应用研究

首先,介绍了 ROV 的分类、特点、组成和应用场景,并基于现实问题提出级联式 ROV 的设计构想,简要说明了级联式 ROV 的特点与组成。然后,从整体控制技术、整体设计技术、水下布放回收技术、 母船与级联式 ROV 之间的通信技术、冗余设计和模块化设计技术、水声与电磁防护技术 6 个方面探讨了级联式 ROV 设计需要解决的关键技术和解决措施。最后,对级联式 ROV 典型的应用场景进行了举例说明。     

基于深海运载器的小型岩芯取样钻机发展现状分析

深海岩芯取样钻机是开展海洋科学研究、深海资源探测和海底地质取样所必备的关键性装备,随着深海运载器的大规模应用,利用运载器优势发展深海运载器小型岩芯取样探测技术得到了国内外学者的关注,并形成了研究热点方向。在深海运载器作业工具应用认识基础上,首次聚焦运载器岩芯取样钻机研究,对国内外运载器岩芯取样钻机的发展现状、技术特点进行了全面综述。同时,基于"蛟龙"号岩芯钻机研制及应用经验,讨论了发展运载器岩芯取样钻机的关键技术。最后总结了后续发展方向,以期为我国深海运载器岩芯钻机的研发和应用提供技术参考。     

海洋绞车主动升沉补偿控制系统建模与仿真分析

针对海洋绞车主动升沉补偿系统的控制要求,通过对主动升沉补偿系统的控制机理进行分析,于Simulink软件中搭建海洋绞车主动升沉补偿控制系统的仿真模型。根据负载所处不同海况,设置相应仿真参数,得出负载在不同海况下主动升沉补偿控制系统的补偿特性,绘制了负载在升沉补偿作用下的位移响应曲线及补偿时电机转速响应曲线,并与无升沉补偿作用下的仿真结果进行对比。仿真结果表明,该主动升沉补偿控制系统具备理想的补偿精度。将主动升沉补偿控制系统应用于海洋绞车进行模拟试验,得到了电驱动海洋绞车主动升沉补偿控制系统在四级模拟海况下的试验数据。试验结果表明该主动升沉补偿控制系统满足补偿能力设计要求。研究可为海洋绞车主动升沉补偿控制系统补偿性能的改进与完善提供参考。     

Tectonically induced deformation of deep-sea sediments off Washington and northern Oregon: Mechanical consolidation

Convergent motion of the North American and Juan de Fuca plates has resulted in deformation of Cascadia Basin sediments and accretion of these deposits to the North American continental margin. The accreted deposits, which occur as anticlinal ridges and thrust blocks, constitute the lower continental slope or borderland off Washington and northern Oregon. Over the past 2.0 m.y., approximately 30 km of this deformed material has been added to the lower slope, removing undeformed deposits from Cascadia Basin at a rate of 2.3–2.9 cm/yr.Near-surface sediments involved in this accretionary process are mechanically consolidated: muds?tones dredged from the lower slope exhibit physical properties (water contents, 20–47%; void ratios, 0.4–1.2; preconsolidation pressures, 0.8–8.2 MPa) which differ significantly from properties of similar, but undeformed sediments (water contents, 50–250%; void ratios, 1.1–1.9). While some consolidation may be attributable to prior burial ($\text{< 2.0}\text{MPa}$) or carbonate precipitation, neither mechanism can wholly account for the values observed. It appears that most of the consolidation has occurred in response to tectonically induced overpressures.Initial consolidation occurs rapidly across a narrow ($\text{< 3}\text{km}$) front, defined by the base of the continental slope. Further consolidation and dewatering appears to take place, at a much reduced rate, over the entire width of the lower slope.Development of foliation is nearly ubiquitous in the deformed mudstones. This property limits the strength of the deposits (shear strengths, 90–416 kPa) and movement along these planes probably accommodates much of the strain after initial consolidation.The physical properties characteristic of Washington—Oregon deformed sediments may represent limiting values for mechanical consolidation of near-surface terrigenous sediments under horizontal stress.