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港口机械结构应力在线监测系统的研究

林卫国  
【摘要】:随着经济全球化和物流业的不断发展,港口的装卸能力日益提高,港口机械也朝着大型化、重型化和高速化发展,这就对装卸设备各部件的管理提出了新的要求。作为港口机械骨架的金属结构承受着机构传动部分设备的自重及外载荷,其工作状态直接关系到整机的工作性能、安全性与可靠性,一旦发生故障会带来巨大的直接和间接损失。目前,针对港口机械金属结构故障一般是通过实验人员定期带仪器设备到工作环境复杂的港口机械上进行检测,然后再进行数据处理,工作繁琐、危险,也不利于缩短故障检测与维修时间提高生产效率。因此,有必要设计研究一种合理的方案来解决这一实际问题。 状态监测和故障诊断自上世纪60年代问世以来,其迅速的发展速度和研究规模取得了令人鼓舞的成果,目前在各行业中都有着广泛的应用,大型机械设备的结构状态监测与故障诊断愈来愈引起重视。但港口机械结构应力在线监测的研究方面发展较为缓慢,因此对港口机械结构应力进行在线监测的研究具有广阔的前景和巨大的潜力。本文就是在此背景下展开研究的。 本文从港口机械金属结构的特点出发,结合港口机械的具体工作条件,对港口机械结构应力在线的监测进行研究,以现代机械测试与试验技术为研究手段,利用传统的应变电测法,借助动态链接库编程技术,使用Microsoft提供的Windows程序开发接口MFC,提出了针对港口机械结构应力在线监测系统的方案,进行了该系统的硬件配置和软件编程。 本文主要分为四个部分,第一部分介绍了港口机械及港口机械金属结构,分析了港口机械金属结构承受的载荷、常见的失效形式及其产生的原因;第二部分主要介绍应变电测法,分析了应变电测的原理以及测试方法:第三部分对港口机械结构应力在线监测系统的硬件设施进行研究,分析了该系统的传感单元、采集单元和控制处理单元,主要讨论了应变片的防水保护,动态应变仪的数据采集和数据传输方案:第四部分对该系统的软件部分进行了编程开发,包括调用动态链接库的数据采集和Visual C++开发的数据显示、处理。 本文研究成果对港口机械的在线监测提供了有益的参考和借鉴。


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