基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统设计的任务书.docx

基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统设计的任务书
一、选题背景
船闸人字门是船闸中重要的结构，作为水闸运用的主要方式之一，在船闸运行管理、安全保障等方面具有重要的作用。船闸人字门的制造和安装过程中需要对其结构应力进行严格的监测，保证其安全运行。而基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统具有应变灵敏、监测点多、数据准确等优势，被广泛应用于各类大型工程结构应变监测。
二、研究目的
本次研究旨在设计一种基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统，实现对船闸人字门结构应变的在线实时监测，提高船闸人字门的安全性和运行效率。
三、研究内容
1.分析船闸人字门应变监测的基本原理和技术要求。
2.建立船闸人字门的有限元模型并进行模拟计算，确定应变监测点的位置和数量。
3.设计基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统，包括传感器、信号采集器、数据传输模块和数据处理软件。
4.进行实验验证，对船闸人字门的应变进行在线监测，并与有限元模拟结果进行对比分析。
5.对监测数据进行处理和分析，得出船闸人字门结构应变变化规律，并提出相应的安全评估和维护建议。
四、研究方法
1.理论分析法：通过对船闸人字门应变监测的基本原理和技术要求的分析，建立理论框架。
2.数学模型方法：通过有限元模拟计算得出船闸人字门结构应力分布情况，并确定应变监测点的位置和数量。
3.实验法：设计基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统，并进行实验验证。
4.数据处理和分析方法：通过对监测数据进行处理和分析，得出船闸人字门结构应变变化规律，并提出相应的安全评估和维护建议。
五、研究预期成果
1.建立基于有限元模拟的船闸人字门应变监测模型，确定应变监测点的位置和数量。
2.设计基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统，并进行实验验证，监测数据准确可靠。
3.得出船闸人字门结构应变变化规律，并提出相应的安全评估和维护建议。
4.为船闸人字门结构的安全运行提供重要保障，对于船闸管理、船舶通行和民众安全保障等起到积极作用。
六、研究进度安排
1.第1-2个月：分析船闸人字门应变监测的基本原理和技术要求，并建立理论框架。
2.第3-4个月：建立基于有限元模拟的船闸人字门应变监测模型，确定应变监测点的位置和数量。
3.第5-6个月：设计基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统，并进行实验验证。
4.第7-9个月：对监测数据进行处理和分析，得出船闸人字门结构应变变化规律，并提出相应的安全评估和维护建议。
5.第10个月：编写论文并完成论文答辩。
七、参考文献
1.钟鹏.基于光纤光栅的大型工程结构应变监测系统研究[D].武汉:武汉理工大学,2013.
2.李刚,周予波,肖忠.光纤光栅传感技术在船闸安全监测中的应用研究[J].仪器仪表技术,2016,92(12):54-58.
3.王权,马静,章小燕,等.船闸人字门结构应变监测系统的设计及应用[J].振动与冲击,2017,36(13):128-134.