疏浚抓斗的優(yōu)化仿真研究.pdf

1、我國(guó)江河湖庫眾多，軟海岸線長(zhǎng)，水資源南多北少，水土流失嚴(yán)重，航運(yùn)歷來是交通運(yùn)輸?shù)闹匾绞健Ｈ欢捎谖覈?guó)的疏浚治理手段落后，規(guī)模小，特別是以前水利清淤疏浚欠債較多，致使河道和入海口淤塞嚴(yán)重，水患頻繁，航道和港深標(biāo)準(zhǔn)偏低，水庫面積和庫容萎縮普遍。嚴(yán)重的危害了我國(guó)航運(yùn)貿(mào)易的發(fā)展，同時(shí)因?yàn)榻雍吹挠俜e，雨量大的季節(jié)洪峰來臨無法很好的泄洪，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了威脅，也嚴(yán)重影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，江河湖泊及港口的疏浚工作是大有裨益、需大力加

2、快發(fā)展的。 作為挖泥船的重要組成部分之一疏浚抓斗的挖掘效率的提高，將從源頭上影響挖掘的效率，提高挖泥船的工作能力和效率，這對(duì)于疏浚有著現(xiàn)實(shí)的意義。而實(shí)際上，目前我國(guó)的疏浚抓斗甚至是整個(gè)抓斗行業(yè)，挖掘效率都不高，散貨抓斗的抓取比最大的也就是1.5～1.6，國(guó)外的可以達(dá)到2.0左右；國(guó)內(nèi)疏浚抓斗的抓取比更低，在0.5左右?？梢姡覈?guó)的疏浚抓斗的工作性能研究還有待進(jìn)一步的加強(qiáng)。 本文的主要內(nèi)容是對(duì)疏浚抓斗的優(yōu)化仿真研究。參照已

3、有的疏浚抓斗理論，通過深入的分析研究，得出疏浚抓斗的更為詳細(xì)的工況，結(jié)合土力學(xué)知識(shí)建立疏浚物料性質(zhì)的模型，從而得到疏浚抓斗的各組在性質(zhì)和數(shù)量上都不同于陸上散貨抓斗的挖掘力和挖掘阻力，進(jìn)而建立疏浚抓斗挖掘過程的力學(xué)模型；通過嚴(yán)密的分析和數(shù)學(xué)推理，建立疏浚抓斗的優(yōu)化和仿真數(shù)學(xué)模型，然后利用MATLAB編寫仿真程序完成挖掘仿真和抓斗優(yōu)化。挖掘仿真和抓斗優(yōu)化是以36t疏浚抓斗的常規(guī)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)進(jìn)行的，基本思路是“仿真-優(yōu)化-再仿真”。挖掘仿真

4、輸出抓斗的抓取量、抓取體積、挖掘深度、開閉繩閉合力、抓取力矩和阻力矩、刃口上抓取力及抓取阻力等性能參數(shù)，并繪出挖掘曲線、開閉繩閉合力曲線、抓取力矩和阻力矩曲線，以及刃口上抓取力及抓取阻力曲線；仿真過程中，還對(duì)粘聚力和斗齒的影響進(jìn)行了仿真探討。抓斗仿真選擇十個(gè)對(duì)抓斗抓取性能有很大影響的變量進(jìn)行優(yōu)化，以抓取比為目標(biāo)函數(shù)；并將最終的優(yōu)化變量的結(jié)果回調(diào)到仿真程序中進(jìn)行仿真，對(duì)比仿真前后抓斗抓取性能的變化。 本文的程序編程寫用的是MATL