【毕业设计】推板式造波机的机械结构设计开题报告

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1、中国海洋大学本科毕业设计开题报告题目_推板式造波机的机械结构设计院、系工程学院机电工程系专业机械设计制造及其自动化2011级学生姓名杨兴未学号080242011048指导教师宋丽娜教务处制表2015年4月2日12一、选题依据课题来源、选题依据和背景情况；课题研究目的、学术价值或实际应用价值海洋占据着地球面积的71%，其中蕴含着丰富的自然资源，但是目前人类对于海洋的认识程度并不够深入，对于海洋资源的开发也只是停留在初级阶段。随着世界上各个国家对海洋资源开发越来越重视，对海洋工程、船舶工程的研究也越来越多。波浪是海洋中最普遍存在的自然现象，对于船舶设计、海洋资源的开发以及港口建设等有着至关重要

2、的影响，深入了解海洋，必须对海上的波浪进行研究。目前主要有三种对于海上波浪的研究手段：第一种方法是到现场进行实地观测；第二种方法是对波浪进行理论分析研究以及数值模拟；第三种方法是在实验室内用人工水槽进行模拟研究。由于海浪的复杂多变性以及风、潮汐、泥沙等各种自然界中的不稳定因素给人们在实地近距离研究波浪带来了很大困难，可操作性较低。理论研究目前也存在较大的局限性，特别是运用数值分析对不规则波进行分析时，很难实现精确分析[1][2]。这样一来，在室内实验室相对稳定的情况下通过造波机对海上波浪进行模拟实验是目前最行之有效的研究海洋环境的方法。作为波浪模拟实验中的重要装置，造波机在港口和海岸的建设

3、、船舶的设计与制造等工程建设中都有着非常重要的作用。在实验水池或模拟港池中模拟自然界中各种波形的波浪，得到人们在进行工程建设时所需的相关数据，然后根据这些数据进行深入分析和研究，为将来实施工程建设提供可靠的理论依据。所以说在建设港口、堤坝和船舶制造之前，通过模拟波浪进行试验得到一些重要的参考数据，这样人们就对整个工程有了较深入的了解与掌握，这对工程的设计和建设来说是一件非常有意义的事情。对于海上的各种各样的不同波浪,怎样才能够最准确的模拟出波浪,提高实验数据的可靠性,是一个非常关键的问题。本课题主要就是对造波机的机械结构进行探究，设计出能够应用在实验室中的造波机,更真实的模拟特定环境下的波

4、浪,获得更精确的模拟数据,为更进一步的研究波浪对船舶和海岸建筑物的作用机理,以及为工程建设提供可靠的数据都是非常重要的。12二、文献综述国内外研究现状、发展动态；查阅的主要文献为了能够在实验室中尽可能地模拟出自然界中存在的各种特征的波浪，国内外学者们进行了深入地研究，对造波机控制技术的研究方面投入了大量的精力，并且取得了可观的研究成果，研制出了多种形式和多种功能的造波机，并且很多造波机设备应用到实际实验中。造波机的发展经历了漫长的过程，最初的造波机是利用曲柄连杆来驭动造波的，这种类型的造波机只能造出规则波，无法模拟不规则波。后来又出现了通过液压系统驱动的造波机，既能产生规则波，也能造出不规

5、则波。早在1955年，国外一些专家学者们就己经开始研究造波技术，1957年，荷兰人设计制造的瓦格宁根水池正式投入使用，在造波机研究历史算是在世界上最早的一座耐波性水池。1958年美国建造了泰勒矩形水池，该水池使用的是空气式造波机，可以对长峰不规则波和短峰波进行模拟。1957年英国建造了哈斯拉水池，该水池使用的是冲箱式造波机，可以对长峰规则波和不规则波进行模拟。后来美国使用冲箱式造波机技术并针对长峰规则波与不规则波理论建立了斯帝文森水池。日本三鹰露天水池使用的是摇板式造波机[4]。二十世纪八十年代中期开始，英国和日本开始有了用电机控制的造波系统，当时使用的是直流伺服电机[5]。从1992年才

6、开始使用交流伺服电机。2000年荷兰Delft水工试验室和力士乐公司合作为我国702所05水池提供的不规则波造波机系统方案中，采用的是交流伺服电机。我国的造波机发展最早开始于二十世纪五十年代，国内早期的造波机基本上都是从造波技术比较先进的国家引进的。从七十年代开始，国内开始造波机的研制工作，早期的造波机只能分级产生规则波，比较简陋。到了八十年代，我国才逐渐开始进行不规则波造波机的自主研发工作。南京水利科学研究院里装备的不规则波造波机是我们拥有的第一台不规则波造波机[6]。七十年代，电压模拟量信号逐渐的被用来控制造波机，到八十年代末，就已经出现了用于造波机系统的系统软件和应用软件，并借助于小

7、型电子计算机对造波机进行控制。1993年，交通部天津水运工程科学研究所和天津理工大学合作，研制成功我国第一台液压伺服系统驱动的不规则波造波机。此后，造波技术发展十分迅速，90年代以后，无论国内还是国外已经完全采用计算机进行造波控制。计算机控制运用到造波机系统，使为造波技术和对波形的控制进入到了一个新的研究领域。总结国内外学者对造波技术以及造波机的研究成果，依据造波机驱动方式的不同，可以将造波机分为三类：电机驱动、气压驱动