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疏浚抓斗平挖技术理论研究与实验分析
| 论文题名： | 疏浚抓斗平挖技术理论研究与实验分析 |
| 关键词： | 抓斗挖泥船;疏浚抓斗;平挖技术;动力学分析 |
| 摘要： | 近年来，随着我国港口航道事业的发展，超深度港池挖泥和大型重力式码头的基槽开挖工程逐渐增加，推进了国内疏浚行业的快速发展，同时对抓斗挖泥船施工工程质量提出了新的要求，目前，中国疏浚市场巨大，但疏浚行业不发达，大型抓斗挖泥船仍主要从国外购买，对抓斗挖泥船的基础理论与工程应用的研究意义重大。 本文的研究就是针对目前抓斗挖泥船的挖掘精度要求，通过平挖运动学、动力学分析和平挖深度等方面的研究，结合现有散货抓斗理论及疏浚土质理论，提出抓斗平挖时的钢丝绳位移控制函数，建立不同挖掘土质下的平挖深度判定可视化平台，为抓斗挖泥船的平挖技术提供理论方法与技术支持。本文的研究内容及成果主要有以下几个方面: (1)介绍疏浚土质的主要参数指标及分类方法;结合现有散货抓斗分析理论及土力学“挡土墙”等相关理论，分析疏浚抓斗作业时受到切入阻力、推压阻力、摩擦力和粘着力。 (2)本文以0.3m3长颚板抓斗为例，通过对平挖运动学分析，建立抓斗平挖数学模型，通过对非线性方程组求解及曲线拟合，得到平挖运动时的钢丝绳的位移控制函数;对抓斗进行三维建模，通过多体系统动力学仿真得出钢丝绳位移函数下抓斗的平挖精度，验证钢丝绳的位移控制函数的合理性，并得出抓斗平挖运动时上下横梁及钢丝绳受力曲线。 (3)通过抓斗平挖运动时的受力分析，建立参数化平挖深度计算模型，分析主要土质参数的计算方法及取值，并以黄沙为例计算了抓斗平挖的临界深度;通过MATLAB与VC混合编程建立了疏浚抓斗平挖深度判定可视化平台，针对不同挖掘土质，改变输入参数可以得到相应的临界平挖深度，实现可视化与交互式的平挖深度判定。 (4)平挖实验:以改造后的0.3m3长颚板抓斗固定吊为实验台，以黄沙作为实验对象，进行不同挖深的平挖实验，给出不同挖深时的挖掘曲线，分析挖深对平挖精度的影响，同时验证钢丝绳位移控制函数的合理性。 |
| 作者： | 王阳 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 肖汉斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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