毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

引言

水工闸门的振动是一种特殊的水力学问题，涉及水流条件、闸门结构及其相互作用，固有频率是闸门振动的内在原因。

闸门的模态测试是采用某种激励方法，人为地使闸门对象产生一定的振动响应，再根的激励与响应的时间历程，通过动态信号分析建立系统的传递函数，由全部感兴趣的测点对激振点的传递函数组成传递函数矩阵，运用频域法或时域法等识别方法得到结构的各阶模态参数，从而建立起用模态参数表示的振动结构数学模型。在各类振动测量计中，压电式加速度计因其具有体积小、质量轻、频响范围宽( 0． 1 Hz～ 20 kHz) 、线性好、测量精度高、抗干扰能力强等优点，因而在模态试验分析中广为应用。

一．平面闸门

平面闸门在水利水电工程中应用广泛，而影响闸门启闭力的主要因素为水流的动水垂直力，包括下吸力、上托力、门顶水柱压力。平面闸门底缘型式决定着门下水流流态，对闸门动水垂直力有着较重要的影响，进一步影响着闸门启闭力和闸门启闭机的选择。若底缘型式选择不当、底缘结构设计不合理，闸门工作时水流流态不好，闸门底缘易形成负压，产生空化，从而诱发闸门振动，严重时将产生空蚀现象，导致闸门结构或门槽破坏。鉴此，本文以积石峡水电站泄洪洞闸门为例，采用重整化群（ＲＮＧ）ｋ－ε 紊流模型和物体移动模型（ＧＭＯ）相结合的方法，对平面闸门启闭过程中的动水垂直力进行了数值模拟研究，获得了动水垂直力在启闭过程中的变化规律，为准确计算闸门启闭力提供了依据。

二．振动传感器

随着材料科学的发展，各种融入新材料的新型结构器件不断涌现。对各种新材料制造的构件的力学性能的测试是其进入实际应用的必备环节，而振动特性的测试是力学性能测试中的重要项目, 需要较高频率的振动传感器来完成测量任务。光纤布喇格光栅(FBG)对应变有较高的敏感度, 同时又具有体积小、重量轻、抗腐蚀、抗电磁干扰、易连接等优点, 在高频振动传感器上的应用具有明显的优势。

振动元件是振动传感器的核心部件,该元件一般为悬臂梁结构。振动元件的共振频率限制振动传感器能够测量的极限频率,该频率数值取决于悬臂梁材料和尺寸。采用弹性模量大的材料，减小悬臂梁长度，增加梁的厚度可以提高悬臂梁的共振频率,使振动元件满足高频振动测量的要求。

光纤光栅是一种波长调制型器件,波长解调技术是振动传感器的关键技术。国内外学者提出了很多波长解调技术,主要分为涉法和滤波法两大类。干涉法主要包括非平衡M-Z 干涉解调法 和非平衡Michelson 干涉法 ;滤波法主要包括可调谐Fabry-Perot 滤波器解调法 、线性边缘滤波法和匹配滤波解调法等。干涉法分辨率高，响应速度快,但易受外界环境因素的干扰，同时有串音的缺点,不利于传感器的实际应用。匹配滤波解调法比较稳定, 响应速度快，分辨率也比较高，较适合振动信号解调。