装载机虚拟样机技术应用现状及展望

在回顾装载机虚拟样机模型发展的基础上,以近期的研究工作为重点,介绍装载机虚拟样机模型,阐述装载机虚拟样机模型的建模方法,总结了装载机虚拟样机建模的核心问题及发展方向,对装载机动力学仿真模型的建模提出建议.     

矿用装载机工作机构虚拟样机的实现及其仿真

为提高装载机工作机构的设计水平和能力,将虚拟样机技术引入到装载机工作机构开发的工程实践中,讨论了装载机工作机构虚拟样机的实现方法,基于Pro/E的环境实现了工作机构虚拟样机的建模与仿真,为装载机工作机构的优化设计提供科学依据。     

装载机工作机构虚拟样机设计与仿真

基于提高装载机工作机构的设计水平和工作性能的目的,使用Pro/Engineer软件开发了装载机工作机构虚拟样机,分析了虚拟样机的建模方法,借助软件中的Mechanical Motion分析模块实现了工作机构虚拟样机运动学与力学仿真,从而为优化装载机工作机构的设计提供有益的参考。     

装载机工作装置的建模与仿真分析

将虚拟样机技术与ADAMS软件相结合,建立了装载机工作装置的虚拟样机模型,对其进行动力学仿真分析,这种基于虚拟样机模型的建模,对于装载机工作装置的设计研究具有普遍的适用性。     

基于Pro/E的装载机工作装置的建模

将虚拟样机技术与Pro/E软件相结合,建立了装载机工作装置的虚拟样机模型,所建立的模型能够用于进一步的结构分析,这种基于虚拟样机模型的建模,对于装载机工作装置的设计研究具有普遍的适用性。     

基于ADAMS的装载机动力学研究

本文采用多体动力学软件ADAMS建立装载机模型,对装载机的爬坡过程进行纵向稳定性模拟分析,分析结果与物理样机实测情况基本一致。     

轮式装载机散热系统的布置与设计

通过理论设计与计算,对轮式装载机散热系统进行匹配,并对设计参数进行样机试验验证。热平衡性能试验结果表明,散热系统的布置能够保证装载机在环境温度要求下正常工作,为装载机的散热设计提供了一定的理论与实际依据。     

小型矿用装载机工作装置的虚拟样机设计

在Pro/ENGINEER环境下,进行装载机工作装置三维实体建模、虚拟装配、动态模拟、干涉检查、运动仿真和应力分析.成功地实现了装载机工作装置在Pro/ENGINEER环境下的虚拟样机设计,所提供的研究方案同样适用于其他机构虚拟样机的设计.     

基于Pro/E和ADAMS的地下装载机工作装置的运动仿真

作为完成装卸任务的重要部件,地下装载机工作装置的结构尺寸和工作性能直接影响整机尺寸和性能。采用虚拟样机技术与Pro/E参数化设计相结合的方法,研究工作装置虚拟设计过程,并以DZL03A装载机工作装置为例进行了说明。     

地下装载机新能源——燃料电池

2004年10月在《WorldMiningEquipment》杂志上较详细地报道了配备燃料电池的地下装载机研究项目已经启动。该项目是在caterpillar公司R1300型柴油地下装载机的基础上修改而成。燃料电池地下装载机样机外型见图1。     

连续采煤机的稳定性分析

通过对连续采煤机重心分析,建立起滚筒式连续采煤机的纵向稳定性模型,用Matlab编程进行验证,以供设计时参考。     

基于弹性非线性理论的采空区有限元数值模拟分析

应用有限元相关建模方法，建立了较为简单实用的采空区稳定性分析模型，并用大型通用有限元分析软件ANSYS对建立的模型进行了稳定性的分析，取得了较为理想的结果。     

基于云物元模型的采空区稳定性评估研究

针对采空区稳定性影响因素的随机性、模糊性及因素之间不相容性等特点，将云模型和物元分析方法结合，提出采空区稳定性评估的云物元模型。在分析采空区稳定性影响因素的基础上，构建评估指标体系，采用德尔菲法计算评估指标权重。将所建立的模型应用于某铜矿的6个采空区进行稳定性评估，通过Matlab软件编程计算6个采空区稳定性的综合关联度，依据最大隶属度原则确定采空区稳定性的评估等级。研究分析表明，评估结果与实践相符，云物元模型对评估采空区稳定性是有效的。     

基于iSIGHT的桁架结构优化设计

针对目前履带起重机臂架设计冗余度过剩等问题,以某型履带起重机3 m中间节臂为研究对象,以臂架轻量化为优化目标,建立扭转工况下参数化有限元优化设计模型。在iSIGHT软件中搭建优化流程,进行DOE分析与优化设计研究,仿真结果表明,DOE分析结果与试验结果一致;在保证强度和稳定性的情况下,重量减轻10%。     

基于Faro-3DMine及Midas-FLAC3D耦合技术的实测采空区群稳定性分析

采用数值模拟法进行实测采空区群稳定性分析存在建模效率低、数值模拟精度差的问题。介绍了一种高效的实测复杂三维采空区群稳定性分析技术,以北辛庄矿区为例,采用Faro激光扫描仪探测采空区群,经3DMine处理生成矿山三维采空区群模型和多组剖面线,再导入Midas中建模,最后在FLAC~(3D)中进行采空区群稳定性数值模拟。结果表明:基于Faro-3DMine及Midas-FLAC~(3D)耦合技术能高效的对复杂采空区群进行精细化建模,准确模拟分析采空区群的稳定性,为采空区群治理提供了理论依据。     

铁矿床滞留采空区稳定性综合分析模型

建立了将三带理论、岩石移动带理论、有限元理论三者有机结合的铁矿床滞留采空区稳定性分析模型,以河北某矿山为例,对该矿山滞留空区稳定性影响进行了定性、定量分析,取得了较满意的评价效果,验证了稳定性综合分析方法的可行性,同时为矿山进行滞留采空区处理的必要性提供了科学依据。     

基于流固耦合的高陡边坡开挖稳定性研究

随着露天矿山开采深度的不断增加,边坡高度不断增高,采区内地应力场及边坡内孔隙水压力场因开采扰动而表征复杂,且它们对边坡稳定的影响起着不容忽视的重要作用,因此,准确地模拟分析真实边坡的稳定情况是一个亟待解决且复杂的问题。本文基于现场地应力及边坡内部水文情况的监测,结合实际工程地质结构,在数值模拟软件FLAC3D中建立三维有限元模型,带入物理力学参数,地应力场及水头高度等边界条件进行三维流固耦合分析。通过结合孔隙水压力,对比分析位移及塑性破坏云图可知边坡整体位移以沉降形式为主,位移值较小,且破坏主要发生在边坡的表层,边坡整体稳定性较好,但在坡脚、坡面、坡顶等处可能出现局部岩石崩落现象。     

安庆铜矿采区围岩监测及稳定性预测

本文针对岩土工程稳定性分析，提出了监测、灰色预测和有限单元法相结合的分析方法。建立GM（1，1）模型，用Java语言编写灰色预测程序，在灰色预测基础上，建立了三维弹塑性有限元模型，对局部区域用ANSYS软件进行稳定性分析。应用此方法分析了安庆铜矿围岩的稳定性，灰色预测结果与后续监测结果基本一致，说明模型、程序及所提方法的实用性。     

弱电网下矿井提升机变频调速系统稳定性控制策略研究

变频调速系统在现代矿业生产中应用广泛,然而实际生产中发现配电变压器容量会影响到调速系统的稳定性。首先建立了变频器的输出阻抗模型,将变频器控制系统等效成诺顿电路,根据阻抗稳定性判据分析了配电变压器容量对调速系统稳定性的影响,针对传统控制策略下变频调速系统对弱电网适应能力较低的问题,提出了陷波反馈控制策略,该策略可保证系统在弱电网下依然能够稳定运行。最后搭建了双变频器实验系统,实验结果验证了所提策略的可行性和有效性。     

双绳缠绕式煤矿深井提升系统钢丝绳张力主动控制方法

针对双绳缠绕式煤矿深井提升系统运行过程中钢丝绳张力不平衡问题,提出了钢丝绳张力主动控制方法。首先,分析双绳缠绕式煤矿深井提升系统钢丝绳张力与浮动天轮液压缸负载力之间的关系,考虑系统存在的非线性问题,建立了提升系统钢丝绳张力主动控制模型;其次,由于煤矿深井提升环境恶劣,因此钢丝绳张力反馈信号通过无线装置进行采集,考虑提升系统运行过程中钢丝绳张力反馈信号通过无线传输存在不确定延时问题,基于系统控制模型构建了钢丝绳张力主动控制矩阵,设计了钢丝绳张力无线反馈信号传输延时补偿观测器,证明了包含延时补偿观测器的钢丝绳张力主动控制模型的稳定性;然后,考虑钢丝绳张力主动控制模型是一种严格反馈模型,存在输出约束问题,提出了反步控制和障碍李雅普诺夫函数相结合的钢丝绳张力主动控制方法,并证明了钢丝绳张力控制下的提升系统稳定性;最后,利用双绳缠绕式煤矿深井提升试验台对提出的传输延时补偿观测器及钢丝绳张力主动控制方法开展了实验验证,实验结果表明,延时补偿观测器可有效减小由于无线传输造成的钢丝绳张力反馈信号滞后量,与传统的被动式钢丝绳张力调节装置相比,在高速和低速工况下,提出的钢丝绳张力主动控制方法均可以更有效地减小2根钢丝绳张力差,进一步保证提升系统的安全运行。