大跨距翻轉(zhuǎn)閘連桿啟閉機(jī)構(gòu)優(yōu)化與仿真分析.pdf

1、為恢復(fù)和調(diào)整江湖關(guān)系，緩解湖區(qū)水位下降過快問題，綜合保護(hù)與開發(fā)水資源，因此開展鄱陽湖水利樞紐工程。該水利樞紐主要由多個(gè)大跨距泄水閘門組成，同時(shí)建有一定數(shù)目的船閘等。湖區(qū)豐枯期各約持續(xù)半年，水位年變化幅度高達(dá)10米。低速、重載、高水位變幅、長時(shí)間工位對超大孔口水工閘門及啟閉機(jī)構(gòu)提出了極高的要求，因此對于超大孔口和高水位變幅水工閘門及其啟閉機(jī)構(gòu)的研究將成為推動整個(gè)工程的關(guān)鍵。
　　本文在對國內(nèi)外大型水工閘門及其啟閉設(shè)備廣泛研究的基礎(chǔ)上

2、，提出三種閘門及其啟閉機(jī)構(gòu)方案，通過對比分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了以六連桿機(jī)構(gòu)作為扇形翻轉(zhuǎn)式閘門啟閉機(jī)構(gòu)的傳動結(jié)構(gòu)型式。連桿啟閉機(jī)構(gòu)通過4只對稱布置在閘門兩側(cè)的液壓缸驅(qū)動。通過簡化啟閉機(jī)構(gòu)，建立機(jī)構(gòu)的參數(shù)化運(yùn)動學(xué)分析模型，分析得到各關(guān)鍵部件的位移、速度與加速度表達(dá)式，并利用 ADAMS軟件對連桿啟閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動仿真。然后，在運(yùn)動學(xué)分析的基礎(chǔ)上，對連桿啟閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行了受力分析與拉格朗日動力學(xué)建模，得到液壓缸驅(qū)動力的表達(dá)式。進(jìn)而根據(jù)動力學(xué)方程，

3、以啟閉機(jī)構(gòu)峰值驅(qū)動力作為的主要優(yōu)化目標(biāo)，兼顧驅(qū)動的平穩(wěn)性和結(jié)構(gòu)的緊湊性，建立啟閉機(jī)構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，并基于遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解，得到啟閉機(jī)構(gòu)六連桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化解。最后，在 ADAMS軟件中根據(jù)優(yōu)化解對啟閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)仿真，得到各部件的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特性，并根據(jù)動力學(xué)仿真結(jié)果對主要連桿部件進(jìn)行有限元分析與校核。
　　ADAMS動力學(xué)分析以及有限元強(qiáng)度校核結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的六連桿啟閉機(jī)構(gòu)能夠滿足設(shè)計(jì)單位所提供的技術(shù)指標(biāo)要求，動力