本文關(guān)鍵詞： 船閘人字門(mén) 模態(tài)分析 振動(dòng)監(jiān)測(cè)　出處：《大連海事大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著近年長(zhǎng)江航運(yùn)事業(yè)的高速發(fā)展,葛洲壩船閘年通過(guò)量增速迅猛,對(duì)長(zhǎng)江黃金水道航運(yùn)功能的關(guān)鍵性作用日益彰顯。船閘人字門(mén)長(zhǎng)期工作在低速重載工況條件下,隨著閘門(mén)啟閉次數(shù)的增加,加之涌浪、動(dòng)水載荷、及水下門(mén)體兩側(cè)巨大水壓等共同作用將對(duì)船閘受到外力作用而引發(fā)門(mén)體振動(dòng)。而當(dāng)激振頻率接近人字門(mén)固有頻率時(shí),會(huì)引發(fā)門(mén)體共振,產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,將對(duì)船閘人字門(mén)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞性影響,不但影響通航安全,還將帶來(lái)嚴(yán)重的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失。因此如何正確有效監(jiān)測(cè)并評(píng)估船閘人字門(mén)等大型金屬結(jié)構(gòu)尤其是水下結(jié)構(gòu)的振動(dòng)狀況顯得尤為重要。本文結(jié)合葛洲壩3#船閘人字門(mén),結(jié)合水下復(fù)雜工況,基于模態(tài)分析的結(jié)果布設(shè)壓電式加速度傳感器,重點(diǎn)監(jiān)測(cè)門(mén)體頂樞與底止水座板的振動(dòng)狀態(tài),編寫(xiě)軟件采集和處理門(mén)體加速度信息,取得了一系列有效成果:(1)根據(jù)船閘人字門(mén)結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程,建立人字門(mén)啟閉狀態(tài)三維模型,依據(jù)人字門(mén)運(yùn)行中受力情況施加邊界約束條件,通過(guò)模態(tài)分析確定人字門(mén)固有頻率和各階振型,獲得受力集中區(qū)域和振動(dòng)源信息,結(jié)果表明頂樞和底止水存在應(yīng)力集中。(2)提出了一種船閘人字門(mén)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體框架和實(shí)現(xiàn)方法,分別設(shè)計(jì)了基于壓電加速度傳感器與光學(xué)F-P加速度傳感器的Labview程序,實(shí)時(shí)采集閘門(mén)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)信號(hào)予以顯示和存儲(chǔ)。(3)選取壓電加速度傳感器測(cè)量了船閘人字門(mén)的振動(dòng)信號(hào),通過(guò)信號(hào)處理方法計(jì)算了門(mén)體運(yùn)行中的位移信息,對(duì)振動(dòng)信號(hào)的實(shí)測(cè)與處理結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明頂樞振動(dòng)狀態(tài)反映了門(mén)體起伏程度,底止水振動(dòng)大小反映了其阻水性能優(yōu)劣,并可以間接反映底止水脫落的可能性。
[Abstract]:With the rapid development of the Yangtze River shipping industry in recent years, the annual throughput of Gezhouba lock is increasing rapidly. The key to the navigation function of the Yangtze River golden waterway is becoming more and more obvious. Under the condition of low-speed and heavy-load working condition the herringbone gate of ship lock works under the condition of low speed and heavy load with the increase of gate opening and closing times plus surge wave and dynamic water load. When the exciting frequency is close to the natural frequency of the herringbone gate, it will cause the gate body resonance, which will produce the phenomenon of stress concentration. It will have a destructive effect on the structure of herringbone gate of ship lock, and not only affect navigation safety. Therefore, it is very important to correctly and effectively monitor and evaluate the vibration of large metal structures such as lock gates, especially underwater structures. Lock herringbone door. Based on the results of modal analysis, piezoelectric accelerometers are arranged to monitor the vibration state of the top and bottom blocks of the door body, and compile software to collect and process the acceleration information of the door body. A series of effective results are obtained: 1) according to the structure and working process of the herringbone gate of the ship lock, the three-dimensional model of the opening and closing state of the herringbone gate is established, and the boundary constraint condition is imposed according to the stress condition of the herringbone gate in operation. The natural frequencies and modes of the herringbone gate are determined by modal analysis, and the information of the concentrated region and vibration source are obtained. The results show that there is stress concentration in the top and bottom water stop. (2) an overall frame and realization method of the vibration monitoring system for the herringbone gate of ship lock are presented. The Labview programs based on piezoelectric accelerometer and optical F-P accelerometer are designed respectively. The vibration signal of the shiplock herringbone gate was measured by using piezoelectric accelerometer to display and store the vibration signal of the gate when it was running in real time. The displacement information is calculated by the signal processing method, and the measured and processed results of the vibration signal are analyzed. The results show that the vibration state of the top pivot reflects the relief degree of the door body. The size of the bottom water stop vibration reflects its water resistance performance, and can indirectly reflect the possibility of the bottom water stop shedding.
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP274;U641

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本文編號(hào)：1442220