电液复合式水下控制模块研究与实验测试

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1、分类号：密级：1UDC：编号：1工学硕士学位论文电液复合式水下控制模块研究与实验测试硕士研究生：沈照月指导教师：贾鹏副教授学科、专业：机械工程论文主审人：王立权教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：1UDC：编号：1工学硕士学位论文电液复合式水下控制模块研究与实验测试硕士研究生：沈照月指导教师：贾鹏副教授学位级别：工学硕士学科、专业：机械工程所在单位：机电工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngTheStudyandE

2、xperimentalTestofElectro-hydraulicCompoundSubseaControlModuleCandidate:ShenZhaoyueSupervisor:A.Prof.JiaPengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalEngineeringDateofSubmission:Jan,2018DateofOralExamination:Mar,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重

3、声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有

4、关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日电液复合式水下控制模块研究与实验测试摘要电液复合式水下控制模块（SubseaControlModule,SCM）是水下生产系统中使用最广泛的控制设备，主要用来控制和监测水下生产设施的运行。而我国在电液复合式SCM的设计和

5、研发方面处于起步阶段，与发达国家相比有很大差距，因此，研制一台电液复合式SCM原理样机对提高我国海洋油气开发的综合实力具有重要意义。本文充分调研国内外研究现状的基础上，研制出一台1500米水深电液复合式SCM原理样机，具体工作如下：在明确电液复合式SCM功能原理的基础上提出性能指标和技术要求，对其壳体、对接盘、锁紧机构和压力补偿器等机械零部件进行设计；根据液压系统功能要求，构建出液压系统方案原理图，对液压系统中液压元件进行集成配置并对关键元件进行选型；根据电控系统功能要求，制定电控系统总体控制方案，并进行硬件配置和软件编程。对液压集成阀板内部的油道结构进行设计，建立内部油路孔道流场数

6、学模型，应用Fluent软件对其内部典型流道（直角转弯、“Z”型转弯和工艺孔流道）内液压油的流动特性和不同流道中产生压力损失的原因进行仿真分析，确定液压集成阀板的相关参数，应用Fluent软件对阀板内各油路压力损失进行数值模拟，验证其压力损失满足系统要求。对水下板-板式液压接头进行设计，应用AnsysWorkbench和Matlab软件对其动密封结构进行仿真分析与数据处理，确定不同的压缩率、密封环厚度、插入速度对密封性能的影响；对水下4芯板-板式电气接头进行设计，建立电接触件力学模型，利用材料力学经典理论和Matlab软件对其接触压力和插拔力进行分析与计算；利用AnsysWorkbe

7、nch软件进行数值模拟，对电接触件插拔过程进行接触分析，得出在接触过程中插孔弹片的变形量、应力以及插针插拔力的变化规律。搭建由测试液压站、测试台、主控站、外部信号发生装置和手动高压泵等组成的测试系统，对SCM原理样机进行高压舱测试、机械系统测试、液压系统测试和电控系统测试，对试验数据和结果进行分析总结，验证本文所研制电液复合式水下控制模块原理样机满足各项设计要求和性能指标。关键词：水下控制模块；液压集成阀板；水下板-板式液压接头；水下板-板式电气接头哈尔滨