基于双向流固耦合的液压立柱冲击特性分析北大核心

立柱作为液压支架最重要的承载部件,其承载性能的优劣对液压支架整机的支撑效果有着巨大的影响,尤其当冲击地压灾害发生时,可能造成液压支架立柱弯曲、断裂和爆缸等事故发生。采用Solid Works联合Design Modeler软件建立ZF10000/25/38型液压支架立柱的流固耦合模型,将液压支架立柱等效视为弹簧,推导出单伸缩立柱等效刚度数学模型;使用ANSYS Workbench仿真软件对立柱流固耦合模型进行双向瞬态流固耦合仿真,采用三角波冲击载荷模拟冲击地压冲击特性,研究液压支架单伸缩立柱的抗冲击特性。结果表明:冲击载荷作用下液压支架立柱活塞杆最大应力为508 MPa,发生在顶端,缸体最大应力为254 MPa,发生在底部。     

基于冲击载荷的液压支架立柱动态特性分析

为解决液压支架在短时间内遭受顶板冲击力时造成立柱液压系统受损问题,对支架立柱液压系统在冲击力作用下的受力特性进行仿真模拟。通过AMESim仿真模拟平台对支架立柱、卸压阀以及重锤分别建模,并根据这3个仿真模型对支架立柱液压系统进行冲击力仿真模拟试验。试验结果表明:冲击力对支架立柱的二级缸影响较大,缸体质量有待加强;支架立柱液压系统对冲击力的响应速度受冲击力大小和重锤运动距离的影响,为液压支架设计及改进提供了理论数据。     

冲击载荷作用下液压支架的力传递分析

为研究冲击载荷作用下液压支架的力传递特性,利用ADAMS仿真软件建立了液压支架的多体动力学模型。模型中将液压支架的立柱液压缸、平衡液压缸、顶梁、前连杆、后连杆以及掩护梁等效为弹性体,用预载荷模拟正常工作条件下的静载荷,用阶跃载荷模拟基本顶断裂或垮塌时对支架的冲击力。基于此数值仿真模型,计算分析了冲击载荷作用于顶梁不同位置时液压支架各铰接点的力传递系数和各铰接点力对冲击载荷作用位置的敏感度。结果表明：冲击载荷作用位置对液压支架各铰接点力传递特性的影响不同,各铰接点对冲击载荷作用位置的敏感度也不相同。这些计算结果对于液压支架的自适应控制和等强度设计具有重要意义。     

冲击载荷作用下液压支架立柱液压系统特性研究

为了解决液压支架立柱受采场冲击载荷易于损坏的问题,利用AMESim仿真软件在构建立柱液压系统中的立柱模型、大流量安全阀模型和重锤模型的基础上,建立了立柱液压系统的冲击模型|按照国家对煤矿液压支架试验要求,对立柱进行冲击试验,研究了立柱液压系统的冲击响应特性,得到了立柱缸体内部乳化液压力峰值及变化曲线,得出在冲击载荷作用下需要加强液压支架立柱二级缸缸体强度、液压支架立柱系统达到压力峰值的响应时间与冲击质量和重锤下落高度存在一定关系等结论,从而为采煤工作面供液系统设计和液压支架设计提供重要依据。     

液压支架立柱在冲击载荷作用下的有限元分析

应用有限元法对液压支架立柱在冲击载荷作用下的动态响应进行模拟,分析立柱的应力、应变分布情况和整个冲击过程对地基基础的最大冲击载荷,对立柱的抗冲击性能进行初步研究,为正在研制的立柱冲击试验台的地基基础设计提供边界载荷数据。     

深井冲击载荷下液压支架底板比压分布特性

液压支架的自移性能是保障工作面安全高效生产、提升工作面智能化开采水平的重要因素,而影响液压支架自移性能的关键因素之一即为其底板比压分布特性。为研究冲击载荷作用下深井开采液压支架的底板比压分布特性,首先基于多体动力学分析软件ADAMS建立了液压支架整架的刚柔耦合数值分析模型,其中顶板与底座定义为刚性体,顶梁、掩护梁、四连杆结构处理为柔性体,立柱及平衡千斤顶采用弹簧阻尼系统等效替换。通过在液压支架顶梁上方不同位置分别施加冲击动载,获取了液压支架在不同冲击工况下底座柱窝和前后连杆铰接点处的冲击载荷响应谱。随后基于LS-DYNA软件建立了液压支架底座-底板柔性体数值分析模型,通过将获取的各工况下支架载荷响应谱分别输入底座-底板柔性体分析模型,研究了深井开采液压支架在不同冲击工况下的底板比压分布规律。结果表明,在各冲击工况下液压支架的底板比压均未呈现线性分布形态,而是呈前端沉陷-中部压入-后端翘曲的“V”型分布,其中比压峰值点分布于柱窝附近,且虽然作用于液压支架的冲击载荷形式不一,但在满载失稳条件下支架底板比压危险区域均出现在底座前半部分;冲击载荷出现前后并未改变底板比压的分布特征,但会促使支架各铰接点力响应及底板比压瞬时峰值升高,从而恶化液压支架-底板的耦合状态,不利于工作面底板维护及移架操作,因而深井开采液压支架更应注重其底座结构的设计优化,以降低支架前端比压分布,提升支架的支护稳定性及自移性能。     

冲击载荷下四柱支撑掩护式液压支架动态响应特征分析

液压支架装备通常用于采煤工作面的支护。液压支架在工作过程中承受了大量冲击载荷,导致其动态稳定性受到威胁。为研究四柱支撑掩护式支架在对称与非对称承载工况下顶梁及掩护梁承受冲击载荷时的动力学响应特征,采用动力学软件Adams以等效变刚度阻尼系统代替立柱的方法,建立了支撑掩护式支架的数值分析模型。其中,顶板压力由主动静载荷垂直施加于顶梁上方,冲击载荷垂直于顶梁及掩护梁向下施加。基于上述模型,分析了不同冲击载荷作用于支架顶梁与掩护梁时支架关键部位的动力学响应,以及偏置加载对支架稳定性的影响。随后通过设置不同立柱初撑力,讨论了液压支架在非对称支撑条件下承受冲击载荷时的动力学特性。结果表明,单一顶梁冲击载荷条件下,前立柱载荷变化系数达到1.41,对顶梁前端冲击载荷最敏感。顶梁和掩护梁同时承受冲击载荷时,支架各铰接点对于顶梁前端与掩护梁上部区域作用的冲击载荷响应更剧烈,最大载荷变化系数为0.64,极大地影响液压支架整体稳定性。支架承受横向扭矩时,偏置载荷作用于不同位置对支架承载性能的弱化效果基本一致,且偏置载荷的大小与削弱效果呈正相关。在考虑立柱不同初载比时,顶梁-掩护梁铰接点对初载比变化的敏感程度...     

冲击载荷下液压支架立柱的受载特性研究

为了研究液压支架立柱受顶板下塌作用易胀缸的问题,使用重锤法来模拟顶板下塌对立柱产生的冲击载荷作用;根据弹簧串联原理推导了完全伸出状态下双伸缩立柱的刚度公式,并进一步得到了立柱液压缸内的压力公式,将重锤冲击立柱的动态加载转变为立柱液压缸内的液压静态加载;使用Workbench仿真得出了立柱的应力、变形云图,得到了立柱的最大受载点在二级缸上且该点位于靠近活柱活塞处,一级缸的最大受载点位于缸底处;通过公式计算及Workbench仿真,得到了随着冲击速度增加立柱最大应力值增大以及随着立柱液压缸内乳化液液柱高度增加立柱最大应力值减小的结论。为立柱强度设计及立柱冲击试验提供重要依据和理论指导。     

立柱在冲击动载荷作用下的动应力及冲击力分析

建立了液压支架立柱的冲击模型,通过推算液压支架立柱等效刚度,应用能量法分析推导了液压支架立柱冲击动载荷系数的表达式,进而计算了不同立柱的等效刚度和动载荷系数,从而可以求得冲击过程对地基基础的最大作用力,为立柱冲击试验台的配套地基基础提供边界载荷数据,也为进一步研究立柱抗冲击性能奠定基础。因此,立柱冲击动载荷系数分析对于后续的立柱抗冲击性能分析和冲击试验台建设具有重要意义。     

基于AMESim大缸径立柱控制回路液压系统特性仿真分析

针对大缸径立柱在冲击载荷作用下液压系统不稳定的问题,介绍了液压支架立柱的结构组成以及控制回路的工作原理,通过AMESim液压仿真软件对大缸径立柱控制回路进行建模分析,得出在设定工况下立柱的位移、速度、加速度和无杆腔流量动态特性曲线,并针对曲线中的冲击振荡现象对液控系统提出改进措施,对于液控系统的参数优化和指导煤矿安全生产具有重要意义。     

在静载和动载条件下零件的应力状态分析

对零件在静载和动载作用下的应力状态进行了分析,计算出了不同材料的零件在静载作用下出现环槽类和裂纹类缺陷时的应力集中系数和在复合受载下不锈钢1Cr18Ni9Ti的ПYCT值,为预测零件的寿命提供了一定的理论依据。     

智能矿井生产记录仪的研制

根 据煤矿提出的要求 ,研制了一种矿井生产记录仪 ,它能实现以下功能 :(１)记录三班的提升箕斗数 ;(２)记录每天总共提升的箕斗数 ;(３)记录一年内总共提升的箕斗数 ;(４)如果发生满仓 ,记录满仓累积时间 ;(５)箕斗可装１２ｔ煤。若本次提升未装满１２ｔ,本次提升数不计 ;(６)对以上数据可随时查询与打印。１硬件电路设计１．１主电路设计针对上述功能较多的要求 ,为适应煤矿的特殊应用环境 ,在硬件电路设计中尽量采用串行接口 ,用以节省口线 ,硬件电路图 (略 )。ＣＰＵ选择ＡＴＭＥＬ公司的ＡＴ８９Ｃ５１,内部含有４ＫＦｌａｓｈＲＯＭ。…     

煤矿安全生产中运用变频器应注意的几个问题

变频器在煤矿生产和电气控制中被广泛应用 ,论文针对变频器的性能和特点 ,根据煤矿生产的要求和实际应用中存在的问题对变频器的选型及负载匹配、工作环境、干扰等方面存在的问题进行了详细的分析和总结 ,并根据煤矿实际使用情况提出了一些改进建议及相应的解决对策。实践应用表明 ,变频器的合理正确使用对煤矿安全文明生产带来了极大的经济效益和社会效益     

多绳摩擦提升系统防滑极限减速度的值域

利用载荷系数求解多绳摩擦提升系统防滑极限减速度值域的数学方法。     

静载荷试验在金塘大桥基桩中的应用

通过垂直静载荷试验可以得出Q-S结果汇总曲线、垂直抗压极限承载力、轴向反力系数、桩身轴力、桩端阻力和桩侧摩阻力以及桩端闭塞效应系数,为桩基施工设备的选择和施工工艺的改进提供重要依据.     

用点荷载强度试验测定岩石抗压强度

岩石点荷载强度试验可以求得岩石点荷载强度指数,由强度指数与抗压强度之间的关系可以换算出岩石的单轴抗压强度。该文通过点荷载试验实例,介绍了点荷载试验机理、以及具体的试验步骤,并得出岩石抗压强度,在一定程度上验证了有关点荷载试验公式的可靠性。     

单晶锗脆塑转变纳米划痕实验研究

为控制单晶锗脆塑转变临界状态,基于公式对单晶锗脆塑转变时的临界载荷进行了预测,采用纳米压痕仪对单晶锗(110)晶面进行了变载荷纳米划痕实验和恒定载荷纳米划痕实验,分析得到单晶锗(110)晶面发生脆塑转变时的临界状态,并借助原子力显微镜(AFM)对实验表面进行扫描表征。结果表明,单晶锗(110)晶面在变载荷纳米划痕实验下发生脆塑转变的临界载荷和临界深度分别为41.4mN、623nm;单晶锗(110)晶面在恒定载荷纳米划痕实验下发生脆塑转变的临界载荷和临界深度分别为30～50mN、500～900nm,验证了变载荷纳米划痕实验结果的正确性。根据变载荷纳米划痕实验结果修正了单晶锗(110)晶面在固定实验参数下发生脆塑转变临界深度理论计算公式,为分析单晶锗微纳米尺度塑性域切削提供数据支持。     

煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系研究

冲击地压研究核心分为两大部分，一是冲击地压发生的理论认识;二是基于冲击地压发生理论认识的成套技术体系。传统的冲击地压理论认识在与实际采场、巷道等工程结构问题相对应，下一步如何监测，如何防治等方面尚需进一步发展。目前矿井出现冲击地压多参照法规要求，结合灾害程度开展监测与防治技术应用，由于缺乏针对矿井不同时期的、科学的技术体系指导，冲击地压防治效果甚微，为了实现矿井建设、生产各阶段冲击地压防治系统化、体系化目标，开展了煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系研究。采用控制论的黑箱研究方法，以冲击地压物理演化过程分解为突破口，采用理论与工程案例结合的方法，着重对冲击地压的冲击启动原理进行了分析，在补充完善冲击地压启动理论的基础上，将冲击地压启动理论与监测、防治技术关联起来，分析了冲击地压启动的主要类型，冲击地压启动理论4方面工程指导意义，从而建立煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系，并通过现场实践方法进行了可行性验证。研究可得:① 煤矿地质、开采条件为冲击地压发生提供静、动载荷源，并且主要影响冲击地压启动环节，而不是全过程影响;② 在煤层、顶底板、空洞组成的工程结构中，冲击地压启动原理为弹脆性单一结构体突破材料强度极限，材料失稳，导致工程结构体结构动力失稳的结果;③ 基于完善后的冲击启动理论的四个实践指导意义，针对建设期矿井，提出集中静载荷疏导的区域防范冲击地压的理论与技术体系，针对生产期矿井，提出在冲击启动类型确定基础上，以诱发冲击启动载荷源为中心，分源监测，分源防治，以“卸”为主，以“支”为辅，“卸、支”耦合防冲思想。建立的煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系，在陕西彬长矿区某矿井建设阶段、生产阶段分别进行了应用，实践证明，适应矿井全周期的冲击地压防治理论及技术体系，工程应用效果良好。     

计算轧机轴承载荷特性的边界元并行解法

在轧机轴承三维接触压力分布边界元法基础上,依据将传统三维接触问题串行解法变为并行解法的思想,开发解析轧机轴承负荷特性边界元并行解法。将此法与传统解析轧机轴承负荷特性的边界元法相比较,可大大节约计算时间并提高计算效率。     

煤矿水仓YMZ型淤煤装载机螺旋滚筒给料机构设计

介绍了一种YMZ型淤煤装载机螺旋滚筒给料机构结构特征、组成部分和工作原理。该机构的结构相对比较简单,设计比较灵活,不但能提高煤矿水仓清理淤煤的效率,还能减轻工人的劳动强度。