船闸人字门健康状况远程监测系统研究
发布时间：2020-12-28 07:13
三峡葛洲坝船闸自上世纪通航以来,承担着重要的通航任务,其运行安全问题关系到长江中上游的航运功能。在复杂水域中,船闸人字门在复杂水域中启闭频繁,长期在重载低速的工况条件下工作,受到很多振源的影响。门体两侧受到两侧水压,一侧动水载荷、涌浪的共同作用,以及门体开关门过程中的卡阻等影响而产生振动。同时在门体工作过程中,船闸人字门系统的各个结构随着工作状态不同会受到不同程度的应力,产生应力集中现象,进而对各个结构造成损伤性影响。人字门因以上原因产生的损伤通常在水下,日常通航情况下不易被发现,造成通航安全隐患。船闸人字门健康状况远程监测系统能实时监测船闸人字门日常工作状态下各个结构的健康状况,当人字门体有发生共振风险以及各结构应力超过正常范围阈值时,及时发出预警信号,提醒工作人员采取相应措施预防产生更严重的损伤。本文在原先船闸人字门健康状况远程监测系统的基础上,对船闸人字门的日常健康监测进行进一步的研究。对人字门系统各结构的建模进一步细化,选取合适信号处理方法处理实测振动信号,对门体各工况振动状态进行分析,判断门体是否有共振风险,为门体日常监测提供参照依据,处理应力信号并分析门体主要结构在工作过程...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]桥梁颤振临界风速的概率密度演化计算[J]. 姜保宋,周志勇,唐峰. 哈尔滨工业大学学报. 2020(03)
[2]飞来峡二、三线船闸人字门及阀门原型调试研究[J]. 陈景祥. 珠江水运. 2019(24)
[3]实际电网频率概率分布特性演变及成因分析[J]. 熊玮,鄢发齐,汪旸,罗深增,陈文哲,陈磊. 电力系统自动化. 2020(02)
[4]基于高频连分式与有限元法的水下结构瞬态分析方法[J]. 李上明,陈红永,吴连军. 船舶力学. 2019(11)
[5]地铁功率波动的概率分布特性分析[J]. 李琪菡,张德银,罗英,罗文田. 电测与仪表. 2020(03)
[6]概率密度法在风电功率波动特性分析的应用[J]. 钟以林,徐文保. 电子世界. 2019(20)
[7]风电主轴轴承试验机悬臂梁静力学分析与结构优化设计[J]. 黄伟,孙乐乐,丁建峰. 机电信息. 2019(24)
[8]基于SVD-EEMD和TEO*的滚动轴承弱故障特征提取[J]. 张琛,赵荣珍,邓林峰,吴耀春. 振动.测试与诊断. 2019(04)
[9]船闸人字门振动原因及对策分析[J]. 苏鹤. 建材与装饰. 2019(06)
[10]用于铁路线路基础结构伤损识别的概率密度分布演化方法[J]. 徐磊,翟婉明,陈宪麦,陶伟峰. 铁道学报. 2018(12)
硕士论文
[1]基于SVD的滚动轴承故障特征提取[D]. 张安.石家庄铁道大学 2019
[2]船闸人字门应变数据处理系统设计[D]. 毛波.大连海事大学 2018
[3]基于船闸人字门的振动信号分析方法研究[D]. 张旭东.大连海事大学 2018
[4]葛洲坝三号船闸人字门振动状态监测系统设计[D]. 柳博仁.大连海事大学 2017
[5]基于奇异值分解的信号处理关键技术研究[D]. 聂振国.华南理工大学 2016
本文编号：2943351
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．?２振动传感器铺设位置示意图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌａｙｉｎｇ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｉｂｒａｔｉｏｎ?ｓｅｎｓｏｒ??－－??
?船闸人字门健康状况远程监测系统研宄???２．２船闸人字门有限元分析??．．．?：?Ｉ?１??２．２．１船闸人字门模态分析??船闸人字门结构复杂，零部件众多，因此对门体建模结构加以必要简化，保留主梁、??背拉杆、面板等主要部件。本文应用Ｓｄｉｄｗｏｒｋｓ三维建模软件建立葛洲坝某船闸下游人??字门单侧门体的几何模型，如图２．４。??Ｉ??图２．?４人字门模型三维图??Ｆｉｇ．?２．４?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?ｍｉｔｅｒ?ｇａｔｅ?ｍｏｄｅ??，?？?．?Ｉ??该人字门主要由多个主横梁和竖向主梁相互焊接组成主门体结构，？在门体背水面布??置上下两套背拉杆结构和主面板。门体的坐标系定义如图２．５所示。将此门体模型导入??有限元分析软件Ａｎｓｙｓ－Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ中，根据门体的结构形式和实际运行自由度定义约束??边界条件，在门轴位置处施加约束，并放开门体绕Ｚ轴旋转的自由度（图２．５门轴侧），??并基于此门体模型进行模态分析，得到门体各阶振型图（图２．６－图２．１０）和人字门的前??五阶特征频率［３１］（表２．１）。??由图２．６－图２．１０门体各阶模态振型可以看出，当门体发生共振时，其顶枢、底枢、??门中缝部分形变最严重，造成门体主体结构发生形变。这时需要背拉杆对门体进行固定，??减小振动能量对门体产生的损伤。分析表１中各频率可知，该人字门体的特征频率集中??在０－２５ＨＺ的低频段内，即当人字门各工况下的主激振频率和以上特征频率重合或者接??近时，人字门在运行时会有发生共振故障的风险，反之则表示人字门门体处于安全运行??状态。表１中的特征频率为实际振动信号处理和分析的
?大连海事大学硕士学位论文???ＭＨｉＨ??：?：?ｉ?＿，??ｎ?＿＿?Ｉ??轴，ｐ＿｜侧ｆ??侧；＾？！?ｘ??；：：：：；；：??图２．?５人字门约束位置图??Ｆｉｇ．?２．５?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｍｉｔｅｒ?ｇａｔｅ?ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ??Ｍｍ??■ｒ’ｉｉ?ｍ?ｉ?ｙｍｓｍ?．?ｒｒ＾ｉｔｕｎ??ｓ?丨：寧??■ＩＩＩ?ｔｉｌｌ?１１．１?ｕ?１１??ｍｔｒ?ｉ．?ｍｉｉ??４＾?：?：?ｉ：：?１Ｈ１?：：．：??■Ｖｆｌ１！?＇，?：?ｉ??ｉ?ｉ?＇?ｉ?ｉ?ａ?Ｓｐ?ｉ?ｉ?？?？?？）??Ｉ?ｌｉｌｉｉｌ?１：？＾??图２．?６?—阶模态振翠图?图２．?７二阶模态振型图??Ｆｉｇ．?２．６?Ｍｏｄｅ?ｓｈａｐｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｉｒｓｔ－ｏｒｄｅｒ?ｍｏｄｅ?Ｆｉｇ．?２．７?Ｍｏｄｅ?ｓｈａｐｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒ?ｍｏｄｅ??－?Ｉｔ?？?ｉｉ?ｎ＊＊ｒ?ｐ?ｉｔ?．ｒｆ．??ｉｉｉ＇ｉ?ｍ?．ｉ１?ｊｕ?ｉ?ｉｎ?？ｎ，ｉ??ｉｆ?ｌ，?：?Ｖｊ?ｉ?ｉｉ－?ｌｉｔ：丨丨丨?１１＿??ＩＩ丨参??：ｒ?ｒ?ｒｉ?！?？；??ｍ：！义?！：？??：：：！？＇．！?１?；??Ｒ：Ｐｒ?ｉ；，?Ｗｖ??ＷＷ５?Ｊ！?／！?ｊ??ｆＯＴｔｖ??图２．?８三阶模态振型图?图２．?９四阶模态振型图??Ｆｉｇ．?２．８?Ｍｏｄｅ?ｓｈａｐｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｉｒｄ－ｏｒｄｅｒ?ｍｏｄｅ?Ｆｉｇ．?２．９?Ｍｏｄｅ?ｓｈａｐｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｏｕｉｔｈ?－ｏｒｄｅｒ?ｍｏｄｅ??－９?－??＼
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥梁颤振临界风速的概率密度演化计算[J]. 姜保宋,周志勇,唐峰. 哈尔滨工业大学学报. 2020(03)
[2]飞来峡二、三线船闸人字门及阀门原型调试研究[J]. 陈景祥. 珠江水运. 2019(24)
[3]实际电网频率概率分布特性演变及成因分析[J]. 熊玮,鄢发齐,汪旸,罗深增,陈文哲,陈磊. 电力系统自动化. 2020(02)
[4]基于高频连分式与有限元法的水下结构瞬态分析方法[J]. 李上明,陈红永,吴连军. 船舶力学. 2019(11)
[5]地铁功率波动的概率分布特性分析[J]. 李琪菡,张德银,罗英,罗文田. 电测与仪表. 2020(03)
[6]概率密度法在风电功率波动特性分析的应用[J]. 钟以林,徐文保. 电子世界. 2019(20)
[7]风电主轴轴承试验机悬臂梁静力学分析与结构优化设计[J]. 黄伟,孙乐乐,丁建峰. 机电信息. 2019(24)
[8]基于SVD-EEMD和TEO*的滚动轴承弱故障特征提取[J]. 张琛,赵荣珍,邓林峰,吴耀春. 振动.测试与诊断. 2019(04)
[9]船闸人字门振动原因及对策分析[J]. 苏鹤. 建材与装饰. 2019(06)
[10]用于铁路线路基础结构伤损识别的概率密度分布演化方法[J]. 徐磊,翟婉明,陈宪麦,陶伟峰. 铁道学报. 2018(12)
硕士论文
[1]基于SVD的滚动轴承故障特征提取[D]. 张安.石家庄铁道大学 2019
[2]船闸人字门应变数据处理系统设计[D]. 毛波.大连海事大学 2018
[3]基于船闸人字门的振动信号分析方法研究[D]. 张旭东.大连海事大学 2018
[4]葛洲坝三号船闸人字门振动状态监测系统设计[D]. 柳博仁.大连海事大学 2017
[5]基于奇异值分解的信号处理关键技术研究[D]. 聂振国.华南理工大学 2016
本文编号：2943351
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