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.