大跨距翻转闸连杆启闭机构优化与仿真分析

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1、分类号学号M201270487学校代码10487密级硕士学位论文大跨距翻转闸连杆启闭机构优化与仿真分析学位申请人：黄岳泉学科专业：机械制造及其自动化指导教师：吴昌林教授答辩日期：2015年5月18日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringOptimizationandSimulationAnalysisofLinkageFlip-GateHoistforLargeSpanCand

2、idate:HuangYuequanMajor:MachineryManufactureandAutomationSupervisor:Prof.WuChanglinHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，

3、均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年

4、月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要为恢复和调整江湖关系，缓解湖区水位下降过快问题，综合保护与开发水资源，因此开展鄱阳湖水利枢纽工程。该水利枢纽主要由多个大跨距泄水闸门组成，同时建有一定数目的船闸等。湖区丰枯期各约持续半年，水位年变化幅度高达10米。低速、重载、高水位变幅、长时间工位对超大孔口水工闸门及启闭机构提出了极高的要求，因此对于超大孔口和高水位变幅水工闸门及其启闭机构的研究将成为推动整个工程的关键。本文在对国内外大型水工闸门及其启闭设备广泛研究的基础上，提出三种闸门及其启闭机构方案，通过对比分

5、析各自的优缺点，确定了以六连杆机构作为扇形翻转式闸门启闭机构的传动结构型式。连杆启闭机构通过4只对称布置在闸门两侧的液压缸驱动。通过简化启闭机构，建立机构的参数化运动学分析模型，分析得到各关键部件的位移、速度与加速度表达式，并利用ADAMS软件对连杆启闭机构进行运动仿真。然后，在运动学分析的基础上，对连杆启闭机构进行了受力分析与拉格朗日动力学建模，得到液压缸驱动力的表达式。进而根据动力学方程，以启闭机构峰值驱动力作为的主要优化目标，兼顾驱动的平稳性和结构的紧凑性，建立启闭机构的多目标优化模型，并基于遗传算法进

6、行优化求解，得到启闭机构六连杆的结构参数优化解。最后，在ADAMS软件中根据优化解对启闭机构进行动力学仿真，得到各部件的运动学和动力学特性，并根据动力学仿真结果对主要连杆部件进行有限元分析与校核。ADAMS动力学分析以及有限元强度校核结果表明，所设计的六连杆启闭机构能够满足设计单位所提供的技术指标要求，动力学优化后的结构参数可以大大减小液压缸所需驱动力，提高闸门运行的稳定性和可靠性，并能提高结构的紧凑性，大大减小土建结构的尺寸。因此，本文的设计研究具有一定的工程应用价值。关键词：大跨距翻转闸连杆启闭机构拉格朗

7、日动力学遗传算法I华中科技大学硕士学位论文AbstractThesignificanceoftheHydraulicprojectinthePoyangLakeistorecoverandadjusttherelationshipbetweenriversandlakes.Alsowewanttosolvetheproblemthatthewaterleveldroppingtoofastandprotectthewaterresourcecomprehensively.TheHydraulicproject

8、ismainlycomposedofsluice,shiplock,fishwayetc.Thesluicehasmultiplelargeorificedischargechannelsspanning60meters.ThedryseasonofthePoyangLakeisaboutlastinghalfanyear.Theamplitudeofthewaterlevelisusuallyup