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绞吸式挖泥船绞刀扰动吸入能力的数值分析
1
作者 林嘉伟 夏铖 +2 位作者 郭涛 胡京招 史一帆 《水运工程》 2025年第2期203-210,共8页
为了研究绞吸式挖泥船绞刀以不同转速和横移速度工作时其流场分布及颗粒运动轨迹,本文对某型绞刀的挖掘过程进行单向的流体-固粒耦合数值模拟。使用欧拉描述求解的流场,使用拉格朗日描述对土颗粒进行追踪,得到该绞刀相应工况下的流场分... 为了研究绞吸式挖泥船绞刀以不同转速和横移速度工作时其流场分布及颗粒运动轨迹,本文对某型绞刀的挖掘过程进行单向的流体-固粒耦合数值模拟。使用欧拉描述求解的流场,使用拉格朗日描述对土颗粒进行追踪,得到该绞刀相应工况下的流场分布规律和颗粒运动轨迹。结果表明:当转速30 r/min和横移速度0.50 m/s时,绞刀流场最稳定,颗粒吸入效率更高。本文的研究在理解绞刀工作原理、优化切削效果等方面具有一定参考价值,可以为绞吸式挖泥船绞刀优化施工及未来推广提供参考,从而在实际应用中更好地满足工程需求。 展开更多
关键词 绞吸式挖泥船 绞刀 颗粒跟踪 单向流-固粒耦合
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挖岩绞刀的岩石切削试验及数值模拟
2
作者 苏召斌 林森 杨晨 《水运工程》 2024年第3期189-193,共5页
绞刀是绞吸挖泥船的核心部件,通过现场试验研究绞刀挖掘性能的代价巨大。针对在实船试验中难以遇到合适土质的问题,提出在实验室进行挖掘试验和数值模拟表征绞刀挖掘性能的方法。制作2000 kW功率绞刀的缩比模型和不同单轴抗压强度的岩... 绞刀是绞吸挖泥船的核心部件,通过现场试验研究绞刀挖掘性能的代价巨大。针对在实船试验中难以遇到合适土质的问题,提出在实验室进行挖掘试验和数值模拟表征绞刀挖掘性能的方法。制作2000 kW功率绞刀的缩比模型和不同单轴抗压强度的岩石模型,在实验室进行不同切削厚度、步进距离等参数的绞刀切削岩石的模型试验,建立1:1尺寸的绞刀数值模型和岩石模型,采用单元删除法模拟2000 kW绞刀切削岩石的过程,分别模拟产量为240和500 m3/h的切削过程,并分析绞刀切削功率和横移拉力。结果表明,挖掘产量240 m3/h时的最大功率为1884 kW、平均功率为1088 kW,满足设计要求。 展开更多
关键词 疏浚 绞刀 岩石切削 数值模拟
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绞刀型式对航道疏浚中底泥污染物释放特性的影响 被引量：5
3
作者 余义瑞 陈垚 +1 位作者 雷晓玲 杨白露 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期210-213,共4页
为了减少绞吸式挖泥船疏浚过程中产生的底泥污染物释放量,避免对水体形成二次污染,需对其进行环保功能改造。论文分别采用普通绞刀、螺旋绞刀以及加装防扩散装置的普通绞刀和锥形螺旋绞刀进行疏浚模拟试验,考察疏浚点周围上覆水中污染... 为了减少绞吸式挖泥船疏浚过程中产生的底泥污染物释放量,避免对水体形成二次污染,需对其进行环保功能改造。论文分别采用普通绞刀、螺旋绞刀以及加装防扩散装置的普通绞刀和锥形螺旋绞刀进行疏浚模拟试验,考察疏浚点周围上覆水中污染物浓度变化情况,对比分析各种疏浚设备的环保性能。试验结果表明:采用螺旋绞刀疏浚时,底泥中污染物释放量比采用普通绞刀时小。同时,在这两类绞刀上加装防扩散装置均能有效降低污染物释放量,特别是能有效抑制疏浚后1 h内营养盐氮的释放。普通绞吸式挖泥船环保功能的最佳改造方案为采用螺旋绞刀替代普通绞刀并加装防扩散装置。 展开更多
关键词 普通绞刀 螺旋绞刀 防扩散装置 环保功能 污染物释放量
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基于不同疏浚绞刀结构的底泥污染物释放情况分析 被引量：3
4
作者 余义瑞 杨白露 +1 位作者 董苗苗 朱家悦 《水资源保护》 CAS CSCD 2017年第2期74-78,共5页
分别采用普通绞刀、加罩普通绞刀、螺旋绞刀和加罩螺旋绞刀进行疏浚模拟试验,通过比较疏浚点周围上覆水中各污染物浓度变化情况,分析不同结构绞刀的环保性能。结果表明：采用螺旋绞刀疏浚下,底泥中污染物释放量较采用普通绞刀疏浚时小;... 分别采用普通绞刀、加罩普通绞刀、螺旋绞刀和加罩螺旋绞刀进行疏浚模拟试验,通过比较疏浚点周围上覆水中各污染物浓度变化情况,分析不同结构绞刀的环保性能。结果表明：采用螺旋绞刀疏浚下,底泥中污染物释放量较采用普通绞刀疏浚时小;在这两类绞刀上加装罩壳均能有效抑制底泥中污染物释放,特别是疏浚后1 h内营养盐氮释放;理想的绞吸式挖泥船环保功能改造方案为采用螺旋绞刀替换普通绞刀并加装罩壳（防扩散装置）。 展开更多
关键词 疏浚 底泥污染物 普通绞刀 螺旋绞刀 罩壳 环保功能 污染物释放量
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一种三维地形与疏浚绞刀虚拟生成方法 被引量：4
5
作者 何坤金 倪福生 +1 位作者 顾磊 金永霞 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第20期6524-6528,共5页
介绍了自主研发的三维地形与疏浚绞刀仿真系统。系统用数据分块与四边形网格表示三维地形,并建立了疏浚绞刀的三维模型及其隐式曲面方程,然后用绞刀包围盒求得碰撞的四边形网格和精确的碰撞点。仿真结构表明,该方法能够满足疏浚地形的... 介绍了自主研发的三维地形与疏浚绞刀仿真系统。系统用数据分块与四边形网格表示三维地形,并建立了疏浚绞刀的三维模型及其隐式曲面方程,然后用绞刀包围盒求得碰撞的四边形网格和精确的碰撞点。仿真结构表明,该方法能够满足疏浚地形的实时性要求和符合绞吸土壤产量的计算精度要求,系统计算量小,速度较快。 展开更多
关键词 地形数据 四边形网格 数据分块 隐式方程 绞刀
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大型绞吸挖泥船挖岩绞刀切削力计算分析 被引量：20
6
作者 陈晓华 杨启 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2013年第1期106-110,共5页
考虑岩石疏浚和煤炭切削的共同特点,并结合绞刀切削的实际情况,借鉴煤炭切削中截齿的受力理论,提出绞刀水下切削岩石的数学模型,并对相关参数的选取进行了探讨.在此基础上,通过编程对4 200kW大型绞吸挖泥船的绞刀受力和功率进行了计算,... 考虑岩石疏浚和煤炭切削的共同特点,并结合绞刀切削的实际情况,借鉴煤炭切削中截齿的受力理论,提出绞刀水下切削岩石的数学模型,并对相关参数的选取进行了探讨.在此基础上,通过编程对4 200kW大型绞吸挖泥船的绞刀受力和功率进行了计算,并对不同横移速度和岩石单轴抗压强度下绞刀受力和功率变化的趋势进行了分析. 展开更多
关键词 疏浚 绞吸挖泥船 绞刀 切削力 岩石切削 切削数学模型
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绞吸挖泥船绞刀片再制造技术及应用研究 被引量：4
7
作者 杜学铭 施雨湘 +1 位作者 李爱农 张建强 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 北大核心 2002年第1期4-7,共4页
为解决绞刀片耐磨性与焊接性的矛盾 ,提高绞刀片寿命 ,从易损件再制造的基本原则出发 ,根据挖泥船绞刀片疏浚作业工况对刀齿的耐磨性、工作可靠性的要求 ,对“吸扬 1 4号”1 75 0 m3/h绞吸式挖泥船前段绞刀片进行了再制造设计 .采用了... 为解决绞刀片耐磨性与焊接性的矛盾 ,提高绞刀片寿命 ,从易损件再制造的基本原则出发 ,根据挖泥船绞刀片疏浚作业工况对刀齿的耐磨性、工作可靠性的要求 ,对“吸扬 1 4号”1 75 0 m3/h绞吸式挖泥船前段绞刀片进行了再制造设计 .采用了梯度化再制造新工艺 ,较好地解决了刀齿耐磨性与抗折断能力的矛盾 .该工艺使绞刀片重量减轻、寿命延长、疏浚效率提高且使绞刀片具有良好的再制造性能 .文中对比了再制造绞刀片与原绞刀片的性能特点 ,分析了再制造绞刀片梯度层的组织和性能特征 . 展开更多
关键词 绞吸挖泥船 绞刀片 再制造 应用研究
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挖泥船绞刀的三维建模方法 被引量：14
8
作者 朱文亮 倪福生 张德新 《船海工程》 北大核心 2007年第1期45-48,共4页
分析绞吸式挖泥船绞刀的结构及工作原理,介绍在Pro／E环境下生成三维模型中的内外轮廓线方法,缩短绞刀设计周期,为后续分析绞刀切削性能提供方便。
关键词 绞刀 参数化 三维建模
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基于二维切削理论的绞刀刀臂载荷分析 被引量：4
9
作者 杨桢毅 朱汉华 +1 位作者 范世东 裴炯 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2012年第5期1040-1043,共4页
为了计算绞吸式挖泥船绞刀刀臂在不同工作状态下所受到的载荷作用,引入二维切削理论,对绞刀刀臂所受到的载荷进行分析和研究.根据各参数之间的关系,用MATLAB软件来实现载荷的计算,并用ANSYS对切削过程进行分析,证明计算受力时引入二维... 为了计算绞吸式挖泥船绞刀刀臂在不同工作状态下所受到的载荷作用,引入二维切削理论,对绞刀刀臂所受到的载荷进行分析和研究.根据各参数之间的关系,用MATLAB软件来实现载荷的计算,并用ANSYS对切削过程进行分析,证明计算受力时引入二维切削理论是可行的. 展开更多
关键词 吸式挖泥船 绞刀刀臂 切削过程 二维切削理论 载荷
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绞刀切削天然气沉积物切削功率预测仿真 被引量：3
10
作者 徐海良 郑义 +1 位作者 吴波 杨放琼 《计算机仿真》 北大核心 2018年第1期402-406,423,共6页
研究绞刀切削天然气水合物沉积物功率预测问题。天然气水合物沉积物获取困难,实验方法难以实现切削功率预测,传统理论方法又难以真实反映切削力及功率的变化,针对上述难题,采用有限元模拟的方法,选择Drucker-Prager本构模型模拟砂岩型... 研究绞刀切削天然气水合物沉积物功率预测问题。天然气水合物沉积物获取困难,实验方法难以实现切削功率预测,传统理论方法又难以真实反映切削力及功率的变化,针对上述难题,采用有限元模拟的方法,选择Drucker-Prager本构模型模拟砂岩型水合物沉积物,通过软件ansys/ls-dyna建立了刀齿切削天然气水合物沉积物的有限元模型,实现了绞刀切削天然气水合物沉积物的仿真。得到切削力,扭矩的变化曲线,进而计算得到切削功率曲线,并对横移速度对切削功率的影响进行了研究,对切削力及切削功率进行了频域分析。结果表明,切削力与切削功率随横移速度的增加近似呈幂函数规律增加;并得到了切削力以及切削功率的主振动频率计算公式。研究结果与已有研究具有较好的一致性,证明了仿真结果的可靠性。 展开更多
关键词 绞刀 天然气水合物沉积物 切削力 功率 频率
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基于岩石切削理论的超大型绞吸挖泥船绞刀动载荷分析 被引量：19
11
作者 姚建伟 杨启 《中国港湾建设》 北大核心 2011年第1期5-10,共6页
针对绞吸挖泥船疏浚岩石的工作特性,基于绞刀几何模型、运动学模型和动力学模型对绞刀疏浚岩石时的受力及其载荷波动性进行数值仿真。通过数值仿真切削功率和实际切削功率的对比进行了结果可靠性验证。利用Matlab/VB编制了研究绞刀受力... 针对绞吸挖泥船疏浚岩石的工作特性,基于绞刀几何模型、运动学模型和动力学模型对绞刀疏浚岩石时的受力及其载荷波动性进行数值仿真。通过数值仿真切削功率和实际切削功率的对比进行了结果可靠性验证。利用Matlab/VB编制了研究绞刀受力以及载荷波动性的仿真系统。所得结果可为研发疏浚岩石关键设备提供参考依据。 展开更多
关键词 绞吸挖泥船 绞刀 挖岩 载荷波动性 数值仿真
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低合金耐磨铸钢绞刀齿的研制 被引量：2
12
作者 魏昂 鲁宁斌 +3 位作者 李日新 黄睿 焦修勤 李柏 《热加工工艺》 北大核心 2020年第6期50-52,共3页
设计了一种中碳低合金铸钢,生产的挖岩用绞刀齿经淬火和低温回火热处理后,本体硬度大于49 HRC、冲击功大于20 J、抗拉强度大于1600 MPa。试样的金相组织基本为回火板条马氏体,冲击断口形貌以韧窝为主,属于韧性断裂。在三体磨损试验下,... 设计了一种中碳低合金铸钢,生产的挖岩用绞刀齿经淬火和低温回火热处理后,本体硬度大于49 HRC、冲击功大于20 J、抗拉强度大于1600 MPa。试样的金相组织基本为回火板条马氏体,冲击断口形貌以韧窝为主,属于韧性断裂。在三体磨损试验下,本体试样的失重明显小于国内同类产品的。经实船挖掘某处风化岩,表明其使用寿命优于国内其他产品的,达到了进口产品的水平。 展开更多
关键词 低合金 铸钢 绞刀齿
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用稀土高铬铸铁生产技压机绞刀 被引量：7
13
作者 王仲珏 许忠胜 《现代铸铁》 CAS 1999年第4期61-62,共2页
关键词 挤压机 绞刀 混凝土楼板 稀土高铬铸铁
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绞吸式挖泥船绞刀切岩数值模拟 被引量：2
14
作者 熊庭 王竞翔 +2 位作者 危卫 江攀 张勇军 《中国航海》 CSCD 北大核心 2022年第2期69-75,共7页
针对挖泥船绞刀挖岩过程中绞刀切削力难以预测的问题,应用离散单元法建立了模拟绞刀切岩过程的模型。通过虚拟巴西劈裂试验和单轴压缩试验对岩石重要参数进行标定后,建立了软岩的bonding模型,结合Solidworks建立的绞刀三维模型进行切岩... 针对挖泥船绞刀挖岩过程中绞刀切削力难以预测的问题,应用离散单元法建立了模拟绞刀切岩过程的模型。通过虚拟巴西劈裂试验和单轴压缩试验对岩石重要参数进行标定后,建立了软岩的bonding模型,结合Solidworks建立的绞刀三维模型进行切岩模拟。在绞刀切岩的离散元仿真中,得到绞刀挖岩过程中的切削受力,并研究绞刀在不同工况下对绞刀切削受力的影响。结果显示,切削形貌及绞刀受力与现实基本相符,这些结果可为新型挖泥船绞刀设计提供参考。 展开更多
关键词 绞刀 EDEM 数值模拟
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大型绞吸挖泥船挖岩绞刀切削数值模拟 被引量：12
15
作者 苏召斌 林森 刘俸麟 《水运工程》 北大核心 2017年第8期40-44,共5页
针对绞刀切削岩石的特点,建立了考虑步进距离和切层厚度的绞刀受力模型,然后分别建立5 000 kW绞刀物理模型和有限元模型。分析了在反刀切削岩石时绞刀的受力情况,绞刀在最大功率时的应力和变形。计算表明,5 000 kW绞刀在设计工况下,最... 针对绞刀切削岩石的特点,建立了考虑步进距离和切层厚度的绞刀受力模型,然后分别建立5 000 kW绞刀物理模型和有限元模型。分析了在反刀切削岩石时绞刀的受力情况,绞刀在最大功率时的应力和变形。计算表明,5 000 kW绞刀在设计工况下,最大变形为1.84 mm,最大应力为140.5 MPa,分别满足刚度要求和强度要求,验证了绞刀设计的合理性。 展开更多
关键词 疏浚 绞刀 岩石切削 数值模拟
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绞吸挖泥船绞刀切削过程数值模拟及刀臂曲线优化 被引量：4
16
作者 郑琳珠 胡京招 +1 位作者 梁鑫 谢立全 《船海工程》 北大核心 2017年第4期72-76,共5页
为了研究绞吸挖泥船切削过程土体与绞刀相互作用的功率消耗和切削产量情况,基于离散元理论,结合实船施工数据,采用PFC3D程序,将土体离散为有限单元,模拟绞刀切削土体过程,监测绞刀功率消耗和切削产量,与实船数据对比分析,验证数值模拟... 为了研究绞吸挖泥船切削过程土体与绞刀相互作用的功率消耗和切削产量情况,基于离散元理论,结合实船施工数据,采用PFC3D程序,将土体离散为有限单元,模拟绞刀切削土体过程,监测绞刀功率消耗和切削产量,与实船数据对比分析,验证数值模拟的可靠性,在此基础上对现有绞刀刀臂曲线进行改进优化。 展开更多
关键词 绞吸式挖泥船 绞刀 离散元 PFC3D 数值模拟
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基于SolidWorks的疏浚绞刀主体参数化设计 被引量：3
17
作者 秦亮 邬德宇 +1 位作者 李金峰 张德新 《水运工程》 北大核心 2022年第S02期43-48,68,共7页
绞吸挖泥船作为疏浚行业的一种挖泥利器,其绞刀对挖泥船的挖泥能力影响巨大。目前设计绞刀时多以手动方式进行主体建模,其刀臂、大环和轮毂作为绞刀的主体结构,建模中存在参数较多、建模繁琐、精度不高的问题。为了缩短建模周期、提高... 绞吸挖泥船作为疏浚行业的一种挖泥利器,其绞刀对挖泥船的挖泥能力影响巨大。目前设计绞刀时多以手动方式进行主体建模,其刀臂、大环和轮毂作为绞刀的主体结构,建模中存在参数较多、建模繁琐、精度不高的问题。为了缩短建模周期、提高建模精度,提出了一种参数化绞刀主体建模方法,并采用C#编程语言对SolidWorks进行二次开发,通过调用内置的API接口实现了绞刀主体三维模型的参数化、自动化生成。结合面向对象编程理念,开发了基于SolidWorks平台的绞刀主体建模软件,实现绞刀参数建模和绞刀性能计算的融合,提供了绞刀标准化、参数化创建方式。研究成果可为绞刀主体的性能优化提供参考方向。 展开更多
关键词 绞刀 C# SOLIDWORKS 二次开发 API(应用程序编程接口) 3D建模
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基于二维切削理论的绞吸式挖泥船绞刀头载荷分析 被引量：13
18
作者 潘英杰 杨启 汤晶 《船海工程》 2009年第2期35-39,共5页
为计算绞吸式挖泥船绞刀头在不同工作状态下所受到的载荷作用,引入二维切削理论,根据不同的土质特征以及绞刀的不同几何形状和工作状态,对绞刀头所受到的载荷进行分析和研究。根据各参数之间的关系,用FORTRAN语言来实现载荷的计算,并对... 为计算绞吸式挖泥船绞刀头在不同工作状态下所受到的载荷作用,引入二维切削理论,根据不同的土质特征以及绞刀的不同几何形状和工作状态,对绞刀头所受到的载荷进行分析和研究。根据各参数之间的关系,用FORTRAN语言来实现载荷的计算,并对最终结果进行可靠性分析。 展开更多
关键词 绞吸式挖泥船 绞刀头 载荷 二维切削理论
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绞吸挖泥船绞刀长轴系轴承支反力计算方法研究
19
作者 林挺 《装备制造技术》 2019年第1期115-118,共4页
绞吸挖泥船作为世界疏浚行业中应用较广的一种挖泥船,其技术复杂性和先进性更多的体现在挖泥机具及疏浚系统方面。为适应疏浚技术发展,开展对绞刀轴系相关技术研究成为行业的常态。本文主要对绞吸挖泥船绞刀架及绞刀轴系在工作状态下的... 绞吸挖泥船作为世界疏浚行业中应用较广的一种挖泥船,其技术复杂性和先进性更多的体现在挖泥机具及疏浚系统方面。为适应疏浚技术发展,开展对绞刀轴系相关技术研究成为行业的常态。本文主要对绞吸挖泥船绞刀架及绞刀轴系在工作状态下的受力情况进行分析,并通过建立有限元模型,尝试寻找可应用于绞刀轴校中的轴承受力的计算方法。目标是为绞刀轴系的校中安装计算提供参考依据,也可用于指导绞刀轴系的设计和优化。 展开更多
关键词 绞吸挖泥船 绞刀架 绞刀 绞刀轴系 轴承受力分析计算 轴系校中
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绞吸挖泥船大功率挖岩绞刀设计与研究 被引量：8
20
作者 林森 苏召斌 +1 位作者 李章超 刘俸麟 《中国港湾建设》 2017年第11期46-48,56,共4页
结合建造大功率绞吸挖泥船的需要,设计适用于挖掘岩石的大功率绞刀;按照相关经验公式对绞刀挖掘岩石进行受力分析;根据受力分析的结果,利用有限元分析软件对绞刀进行结构强度计算与分析,结果表明满足设计要求;利用CFD软件对绞刀流场进... 结合建造大功率绞吸挖泥船的需要,设计适用于挖掘岩石的大功率绞刀;按照相关经验公式对绞刀挖掘岩石进行受力分析;根据受力分析的结果,利用有限元分析软件对绞刀进行结构强度计算与分析,结果表明满足设计要求;利用CFD软件对绞刀流场进行模拟与分析,理论验证刀臂导送沟槽优越性;通过实验室模型试验验证绞刀各主要参数设计合理;根据各项分析及验证结果对绞刀各主要参数进行优化设计,提高绞刀的挖岩效率。大功率挖岩绞刀设计与研究的方法与流程,可为相关人员提供有益参考。 展开更多
关键词 绞刀 设计 研究 模型试验
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