卡链工况下刮板链传动系统的力学特性研究

首先建立了圆环链模型的空间方程,用Hertz理论计算了圆环链接触区域的最大应力及接触区域的压力分布;然后对链轮链环啮合过程的受力进行了分析,得出了链轮链环稳定啮合需要满足的条件,并计算了链轮链环啮合接触区域的最大应力。基于多体动力学仿真软件ADAMS建立了刮板链传动系统的样机模型,仿真分析了卡链工况下,平环与立环的连接合力及平环与链轮的啮合力,得出卡链工况下,圆环链间的连接合力和平环与链窝间的啮合力都会增大,且远远大于正常传输过程中的连接合力和啮合力;为了进一步分析圆环链间及链环与链轮在卡链工况下的动力特性,对刮板链传动系统进行了有限元分析,得出了卡链工况下,圆环链间速度、加速度、应力变化规律和链环与链轮间速度、加速度、应力变化规律,为刮板链传动系统的优化设计提供了关键参数。     

基于有限元法的连续提升机圆环链的接触应力分析

为预防某矿用连续提升机圆环链在工作状态下发生接触断裂,利用弹性力学知识计算了圆环链的最大接触应力理论值,并基于ANSYS Workbench软件,用有限元方法计算了圆环链在2种极端工作状态下的最大接触应力值。通过理论值与有限元解的比较,得到两链环间的接触应力状态,可知两链环接触时在链环拐角处易发生断裂。因此,在实际工作中,应着重避免链环拐角处发生断裂危险,及时维护和保养。     

矿用圆环链疲劳特性及可靠性研究

为了研究圆环链的疲劳失效情况的发生机理,利用有限元分析方法对圆环链的疲劳特性进行仿真分析,并将仿真分析结果与工程实验中的疲劳破坏情况进行了对比。结果表明:圆环链的最大应力和应变值发生在链环的弯臂与直臂的过渡位置和链条平环和立环连接的位置即链环的弯臂的圆弧内侧。最后提出了提高圆环链可靠性的相关措施。     

矿用高强度圆环链疲劳失效分析

应用曲梁表面应力计算理论，定量分析了φ２６×９２圆环链受纯拉伸负荷时的应力状态，导出了链环受纯拉伸负荷时其圆弧与直边过渡处内侧呈接应力状态，该值约为名义应力值４倍的结论，试验表明，此处是圆环链疲劳强度的薄弱点，中对不同内宽的圆环甸窗了对经分析，得出了链环内宽尺寸由３０ｍｍ（链环内宽尺寸下限）增至３４ｍｍ（链环内宽尺寸上限）时可适当提高链环疲劳强度的结论，通过分析圆环链疲劳断口的宏观和微观形貌，对     

基于ADAMS的刮板输送机链传动分析

采用UG建立链轮和圆环链的三维模型,将建立的三维模型导入ADAMS后,定义链轮和平链环以及平链环和立链环之间的接触,设置运动副对其自由度进行约束,根据实际工况施加载荷进行仿真。仿真结果显示,链传动系统运行时受力最大点在与链轮接触的平链环上,启动瞬间圆环链受到的拉力和接触力都是最大的,易造成冲击振动。     

刮板输送机链环材料耐磨性能及接触效应研究

为研究链环的耐磨性能和接触效应，针对各种链环材料在不同热处理工艺下进行处理，利用ML-100C型磨粒磨损试验机进行对磨试验，研究试样的耐磨性能。并基于神东某千万吨煤矿的链环磨损信息建立不同磨损水平的链环模型，通过有限元法分析了链环的等效应力和变形。结果表明，合金材料中C和Cr、Ni、Mo的含量相对提高，以及选择合理的热处理工艺可以有效增加链环10%～25%的耐磨性能。平环的应力主要集中在肩部、弯臂外侧和直臂内侧，立环的应力主要集中在弯臂外侧和直臂与弯臂的过渡段。平环和立环的变形均体现在接触部位，且平环的变形量大约为立环的1.9倍。     

基于LS-DYNA的矿用圆环链损伤分析

基于非线性接触动力学,建立了圆环链模型,运用有限元动力学分析软件ANSYS/LSDYNA对圆环链间的接触碰撞过程进行了仿真分析。分析结果表明,冲击导致的磨损是造成链环断裂的主要原因。给出了圆环链断裂的主要位置,从而为研究矿用圆环链装置的损伤和寿命估算提供了理论依据。     

机械臂结构轻量化设计研究

对机械臂结构轻量化的实现方案进行了研究与分析,通过Patran软件所提供的变密度算法来建立机械臂的拓扑优化模型,根据预先划分的设计区域对大臂的拓扑结构进行分析,实施拓扑优化求解,最终输出拓扑优化结果。在此基础上,通过机构臂应力云图和机构臂位移云图对机械臂的拓扑优化结果进行分析。经实验研究发现,拓扑优化前后机构臂的最大应力和最大位移均未发生明显变化,机械臂拓扑结构的改变并未对其物理性能造成影响,而拓扑优化前后大臂质量分别为2.092 kg和1.777 kg,大臂质量减轻15.06%。并且机械臂各关节在运行过程中的速度波动情况也得到了相应的改善,体现出较为显著的优化效果。     

车载钻机给进装置设计及关键部件优化

设计了车载钻机给进装置的倍程机构,为满足GB 1589-2016对车载钻机质量的要求,采用拓扑优化理论对给进装置的托板进行了拓扑优化和减重设计,根据减重设计后的有限元分析结果,在特定区域焊接加强肋使托板最大等效应力降低了44.72%;基于遗传算法目标优化理论,采用MATLAB-Python-ABAQUS联合仿真和数据交互的方法,获得了给进装置二级桅杆方钢的最优结构参数,并使方钢质量减少了41.24%。     

矿用高强度圆环链内应力感知技术研究

以山西焦煤集团沙曲二矿刮板输送机φ42×146 mm圆环链为模型,运用有限元分析软件ANSYS对圆环链的受力情况进行分析,得出圆环链上的最大等效应力应变处。介绍了双折射激光/磁测应力测量仪,阐述了圆环链内应力检测方法和实施方案。运用先进无线传感技术,实时对最易产生内应力处进行内应力感知研究,为井下刮板输送机工作提供理论数据,从而避免链条故障造成设备损坏引发事故。     

基于ANSYS的立式辊磨机磨盘优化设计

应用ANSYS有限元分析软件对LM8×2型立式辊磨机的主要零部件之一磨盘进行优化设计。首先对磨盘进行拓扑优化,明确磨盘的最佳外形及主要优化尺寸,确定磨盘的优化方向;然后根据拓扑优化得出的结果对磨盘进行尺寸优化,在尽量保持磨盘最大应力和最大位移不变的前提下,尽可能地减小磨盘的质量。研究结果显示：优化后,在最大应力和最大形变基本不变的情况下,磨盘的质量减少了3.332 t。     

矿用圆环链间接触应力场的三维有限元分析

采用有限元方法模拟矿用THIELE重载圆环链受纯拉伸负荷时三维接触的VonMises等效应力分布和拉伸方向上的正应力分布,从力学理论上解释并探讨了圆环链间弹性接触对其发生断链破坏的影响。     

基于响应面法的反击式破碎机板锤多目标优化

为了提高破碎产品质量,有效防止板锤疲劳断裂,提出以减小反击式破碎机物料最小可碎粒径和板锤的最大变形为目标的板锤多目标优化设计方法。通过中心复合试验设计选取合适的有限元结构分析试验点,利用ANSYS有限元分析软件对试验点处的板锤最大变形、最大等效应力和质量进行计算分析,获取响应值。根据响应值初步建立反映结构设计输入与输出响应关系的二次响应面模型,并采用Kriging空间局部插值方法对响应面进行插值重构。利用Shifted Hamersley抽样技术,均匀抽取设计空间中的样本点,并进行权衡排序,获得较优良的初始种群。运用多目标遗传算法进行优化,获得Pareto优化解集。在保证板锤的质量、最大等效应力不大于初值的前提下,最大变形量减小5.28%,最小可碎粒径减小4.8%。结果表明,该方法具有较强的工程实用性。     

矿用圆环链间接触应力场的三维弹塑性有限元分析

采用有限元软件ANSYS7.1分析矿用重载圆环链三维弹塑性接触,得到von Mises等效应力场和塑性应变场,计算结果和弹性分析结果进行了比较,基于断裂力学理论讨论了圆环链间弹塑性接触对其裂纹萌生和扩展的影响。     

刮板输送机链轮卡链工况下的动力学特性分析

建立了基于瞬态动力学分析软件MSC. Dytran的刮板输送机链轮传动系统等效动力学模型,分析了卡链过程中链轮与圆环链之间的接触动力学特性,得出链轮最大应变的变化规律：伴随着链轮与圆环链“冲击—反弹冶,最大应变在0. 06 s内经历4次“小—大—小冶周期性变化,且随着循环次数的增加,应变峰值逐渐降低,最后随着电机输出力矩的增加最大应变同步增加;选定链轮上5个特殊位置的节点,分析得出卡链过程中其应变、法向接触力、切向力、摩擦力的变化规律。     

大过载精密离心机负载盘的优化设计

提出了一种先拓扑优化再参数优化的设计方法.针对优化设计对象CTR-200g型精密离心机负载盘,采用模糊归一法建立了拓扑优化的数学模型,借助仿真软件Optistruct进行拓扑优化设计,得到了清晰的拓扑结构,并对概念设计进行了基于灵敏度分析的参数优化设计,得到了负载盘的最佳结构.优化结果表明,负载盘的质量比初始设计方案减轻了198.4 kg,降低了12.9%.     

柔顺机构拓扑优化设计中的应力研究

基于拓扑优化理论和密度惩罚法,首先建立了以单元相对密度为设计变量、以体积比为约束的柔顺机构拓扑优化模型,然后在模型中加入了单元等效应力计算模块,并利用MATLAB软件平台,以悬臂梁的拓扑优化为例考察了体积比的取值对优化结构中最大等效应力的影响,最后仍然以悬臂梁为例提出了一种根据许用应力条件寻找最佳体积比的方法。     

Estimation of Stress State in Rocks and Geomaterials

Roughness of the main fracture surface is an assessment criterion for stress state of geomaterials for the quantitative connection has been found between the crack roughness and stress state of geomaterials. Roughness reduces with an increase in the maximum normal stresses in the zone of failure (the area of the maximum shear stresses). Based on this regularity, the method has been developed to assess stresses using the crack surface roughness in geomaterials.