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硕士毕业论文答辩材料.ppt 47页
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课题来源、目的及意义 软管铺设系统发展现状 国内：与国际上的发达国家相比，我国海洋石油开采行业起步较晚，各种海洋油气开采、管道运输及维修设备研制水平都比较落后，尤其在深水软管铺设技术方面几乎还是空白的，还需要进行深入研究，努力缩小与国外的差距。 软管铺设系统总体方案研究 深水软管铺设系统主要应用于深水区柔性管道的铺设作业，它与铺管船上的深水软管滚筒驱动装置结合，完成软管在海上的铺设作业。 完成软管的铺设需要曲率调整轮、校直器、张紧器、悬挂夹具、角度调整液压缸等各部分系统的紧密配合。 软管铺设系统总体方案研究 软管铺设系统总体方案研究 校直器方案选择 软管铺设系统关键结构设计 软管铺设系统关键结构设计 软管铺设系统关键结构设计 软管铺设系统悬挂夹具结构设计
软管铺设系统关键结构设计 悬挂夹具受力分析 软管铺设系统关键结构设计 结构受力图简化为力的多边形图 软管铺设系统关键结构设计 要保证夹具正常工作，实现夹持管道的功能，楔块与管道之间的摩擦力 必须要大于管道在海水中的重量，即要满足下式： 软管铺设系统关键结构设计 软管铺设系统校直器结构设计
软管铺设系统关键结构设计 履带总成总体结构设计
软管铺设系统关键结构设计
在本论文中，履带张紧装置结构如下图所示，在螺栓的端部安装球铰耳环，用来支撑链轮轴，通过转动张紧螺母可以使螺栓向外伸长，从而带动链轮轴向外扩张，达到张紧链条的目的，结构简单，易于实现。 软管铺设系统关键结构设计 校直器V形板结构设计 软管铺设系统关键结构设计 软管铺设系统关键结构设计 软管铺设系统铺设塔架结构设计 软管铺设系统关键结构设计 铺设塔架受力分析
软管铺设系统关键结构设计
简化后的铺设塔架受力图。为了便于对铺设塔架的受力情况进行计算，将图
中的重力分解为垂直于铺设塔架和沿着铺设塔架的两个方向上的力 软管铺设系统关键结构设计 软管铺设系统关键结构校核 校直器－－V形板有限元分析
软管铺设系统关键结构校核 软管铺设系统关键结构校核 软管铺设系统关键结构校核 铺设塔架有限元分析－ 工作状态 软管铺设系统关键结构校核 悬挂夹具系统关键结构有限元分析
软管铺设系统关键结构校核 悬挂夹具的有限元分析
软管铺设系统关键结构校核 可移动底板的有限元分析
软管铺设系统关键结构校核 海底管道受力研究－ 数学模型 软管铺设系统关键结构校核 由图中的定义可知，管道的倾角可表示如下： 软管铺设系统关键结构校核
忽略管道轴向变形和剪切变形的影响，将管道看作细长结构件，在物理关系中只考虑管道的弯曲物理方程
软管铺设系统关键结构校核 软管铺设系统关键结构校核 软管铺设系统关键结构校核
根据海底管道的受力数学模型以及刚度矩阵公式，采用MATLAB结构设计程序设计方法对海底管道数学模型及刚度矩阵的计算程序进行编写，根据编写的MATLAB数学计算程序，对管道的受力情况进行计算
软管铺设系统关键结构校核 软管铺设系统动力学仿真 软管铺设系统仿真模型 软管铺设系统动力学仿真 软管铺设系统动力学仿真 软管铺设系统动力学仿真 在恶劣海况下，铰接处的受力情况产生了很大的变化，受力不再是单调递减的情形，而是出现周期性波动，波动平稳，无冲击而且所承受的力的最大值相对于正常工作状态下变小。 软管铺设系统动力学仿真 与正常工作状态下的仿真结果相比，恶劣海况下铺设塔架与底座铰接处的受力受海况的影响，产生了周期性的波动，力的最大值较正常工作状态有所增大。 从图中可以看出，在恶劣海况下，铰接处的受力也是平稳变化的，没有产生突变和冲击，能够保证软管铺设系统安全进行管道铺设作业。 软管铺设系统动力学仿真 软管铺设系统动力学仿真 铺设塔架重心角速度与角加速度变化情况， 产生了周期性波动，其中角速度在17s处产生了一次小的突变，可能会使软管铺设系统产生一次微小的震动，但是由于速度值的变化非常小，所以产生的震动基本可以忽略。 软管铺设系统动力学仿真 液压缸活塞杆受力， 两图进行比较，可以看出在海况影响下，液压缸活塞杆的受力形成周期性波动，不再是随时间的增加而减小，力的最大值相比正常工作状态减小。 软管铺设系统动力学仿真 液压缸活塞杆的移动速度与加速度曲线图 两图相比，具有相同的随时间增加而增大的趋势，不同之处在于，恶劣海况下，其速度与加速度是以波动形式增加的，而不再单调递增。
总结 （1）提出软管铺设系统的总体方案并完成了系统的方案设计； （2）完成了软管铺设系统总体结构设计，针对曲率调整轮、悬挂夹具、校直器、 铺设塔架等关键结构进行了详细计算。 （3）完成了软管铺设系统关键结构悬挂夹具、校直器、铺设塔架等的强度分析。 （4）完成了软管铺设系统的动力学研究，建立船舶纵摇横摇平台，对铺管工况进行模拟，得到仿真曲线并进行分析
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研究生毕业论文中期答辩要点.ppt 25页
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稀土掺杂固体上转换荧光制冷的理论研究 研究生：代
业：光学工程 导
哈尔滨工程大学理学院
一、研究目的与主要内容
二、已开展的研究工作 上转换荧光制冷的一般物理模型 掺Tm固体简化三能级制冷系统分析 六能级制冷系统建模
三、后续研究内容 一、研究目的与主要内容
固体激光制冷是激光与固体介质相互作用产生的一种非线性光热动力学现象。固体激光制冷因其在集成光电子器件制冷、以及无振动无电磁辐射的低温信息处理等领域具有非常重要的应用背景，是目前光学制冷技术发展中的国际研究热点。
本课题根据Tm离子特殊能级结构，率先提出上转换荧光制冷新机理，旨在充分利用激光制冷过程中存在的激发态吸收上转换的有效制冷通道，改善固体激光制冷性能。
　　本课题的开展为增强稀土掺杂固体激光制冷性能提供了新的物理机制和实现方案，将有助于促进全固态光学制冷应用物理基础的发展，具有重要的学术价值和现实意义。 一、研究目的与主要内容
发展反斯托克斯与上转换荧光并行制冷物理模型，阐明上转换荧光制冷机制。
以Tm掺杂体系为研究对象，研究上转换荧光制冷特性及物理条件，提高制冷能力。
结合实际材料的物理参数，理论上评估Tm掺杂固体上转换荧光制冷性能，以及应用潜力。
　 一、研究目的与主要内容 二、已开展的研究工作
(1) 充分调研了固体激光制冷的国内外相关资料，掌握了反斯托克斯荧光制冷的基本理论和分析方法，确定了课题研究方案。
(2) 建立了稀土离子Tm掺杂固体上转换荧光制冷的物理模型，分析了反斯托克斯荧光制冷和上转换荧光制冷的基本特性。
主要研究结果如下：
2.1 上转换荧光制冷的一般物理模型 上转换荧光制冷体系 速率方程模型
影响上转换过程的主要因素：基态泵浦波长、激发态泵浦波长、泵浦功率、反斯托克荧光波长、上转换荧光波长、背景吸收。相比传统反斯托克斯制冷过程， 解析结果： 2.1 上转换荧光制冷的一般物理模型 制冷功率 制冷效率 上转换荧光制冷的必要条件：
制冷波长范围 二维图谱分析 2.1 上转换荧光制冷的一般物理模型 2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 三能级速率方程建模 制冷功率 吸收功率 制冷效率 泵浦泵浦长选择：(量子效率1，温度300K） 　　
2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 Tm离子吸收-辐射谱 （反斯托克斯制冷） Tm离子吸收-辐射谱 （上转换制冷） 重要结果说明XXXXXXXX 2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 上转换过程 不同泵浦波长下制冷功率 反斯托克斯过程 不同泵浦波长下制冷功率 2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 重要结果说明XXXXXXXX 上转换过程 不同泵浦波长下制冷效率 反斯托克斯过程 不同泵浦波长下制冷效率
泵浦功率分析：(泵浦波长分别选取1848nm和651.7nm) 2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 双泵浦功率下的制冷功率 双泵浦功率下的吸收功率 2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 双泵浦功率下的制冷效率
温度影响 (泵浦波长分别为 1848nm和651.7nm、泵浦功率分别为0.45w和0.25w) 　　,　　　
粒子能级荧光频率 吸收截面与辐射截面的互易关系 2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 随制冷温度变化的主要结果 降温时上转换荧光波长变化 降温时反斯托克斯荧光波长变化 2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 随制冷温度变化的主要结果 降温时3F4能级的吸收截面变化 降温时1G4能级的吸收截面变化 2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 随制冷温度变化的主要结果 降温时制冷功率变化 降温时吸收功率变化 降温时制冷效率变化 加入环境热负载后，样品温度的时间响应 其中
黑体辐射热传导 　 2.2 掺Tm固体三能级制冷系统分析 温变模型 不同制冷功率下温度时间响应 2.3 六能级制冷系统建模 考虑带内声子激发和波尔兹曼分布，建立六能级制冷模型 布居数运动方程 荧光制冷模型 三、后续研究内容
完善六能级制冷体系的性能分析；
实验测量并进行上转换光谱分析；
毕业论文撰写
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