基于MATLAB的疏浚抓斗優(yōu)化及仿真分析.pdf

1、隨著國家“十二五”期間國內(nèi)疏浚市場的蓬勃發(fā)展，我國對抓斗式挖泥船的需求量日益增大，對其生產(chǎn)效率和作業(yè)能力也提出了更高的要求，然而目前我國國產(chǎn)抓斗挖泥船的挖掘能力及效率，遠不能滿足中國巨大的疏浚市場的迫切需求，這就形成了我國疏浚能力與市場需求不相適應(yīng)的矛盾。針對這一局面，我國急需提高國產(chǎn)抓斗挖泥船的設(shè)計制造能力，以滿足市場對其效率及工作性能的要求。疏浚抓斗作為抓斗式挖泥船的挖掘工作裝置，其工作能力的提高將顯著提高抓斗式挖泥船的工作效率，這

2、對提高我國疏浚能力有著現(xiàn)實的研究意義。
　　 本文研究以長撐桿疏浚抓斗為對象，針對其在實際挖掘過程中常出現(xiàn)挖掘后期因抓取力矩不足而影響抓斗挖掘能力的問題，對影響抓取力矩的抓斗關(guān)鍵參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化前后實例抓斗的挖掘過程仿真結(jié)果表明，優(yōu)化后抓斗的挖掘性能有了較大的提高。本文研究內(nèi)容及成果主要有以下幾個方面:
　　 (1)根據(jù)疏浚土壤的工程特性分類，深入討論挖掘過程中抓斗與土壤的相互作用關(guān)系后，總結(jié)影響抓斗挖掘阻力的土的

3、主要力學(xué)性質(zhì)，并重點分析典型疏浚土質(zhì)粘性土的力學(xué)參數(shù)與標貫擊數(shù)的關(guān)系。
　　 (2)在充分考慮粘性土壤特殊力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，分析了疏浚抓斗在挖掘過程中的受力情況，推導(dǎo)抓斗的挖掘阻力的計算公式，并在改進抓斗初始插入深度的計算方法下，建立抓斗挖掘過程動態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型。
　　 (3)結(jié)合疏浚抓斗抓取力矩的計算方法，在明確抓斗產(chǎn)生抓取力矩的兩個不同來源及對應(yīng)關(guān)鍵影響因素后，改進了以往籠統(tǒng)地抓斗優(yōu)化方法，分別以提高對應(yīng)來源的抓取力