液压重载机械手的结构设计与分析

采用多体动力学方法对液压重载机械手整机刚体和刚-柔耦合体模型进行研究,并分别对伸缩臂2种结构进行了有限元分析.通过研究分析发现:在刚体模型与刚-柔耦合模型仿真计算过程中,铰接点力及各电动机转矩的变化趋势基本一致,但刚-柔耦合模型仿真更符合实际设备运行情况,可进一步指导设计更加可靠的液压缸、电动机;滑轨式结构的伸缩臂较支撑辊式能大幅降低集中应力值,是一种较为合理的设计方案.     

谐波减速器的柔轮应力及疲劳强度分析

从理论的角度对谐波齿轮减速器的柔轮进行应力分析,依据光滑圆柱壳体模型得出沿母线方向的正应力、周向正应力、剪应力以及疲劳强度。在实验分析中,先通过ADAMS软件建立刚-柔混合模型,进行刚-柔耦合仿真验证了模型的正确性之后,通过ANSYS Workbench软件对柔轮进行动力学分析,得出了柔轮最易发生疲劳的位置及其疲劳安全系数。采用协同仿真分析法表明,计算机分析数值与理论计算数值非常接近,从而验证了理论分析的正确性。     

中部槽-刮板的仿生优化及摩擦磨损性能分析

对某型号刮板输送机的中部槽-刮板模型进行合理简化,结合仿生学非光滑形貌设计理论,利用UG建立了中部槽-刮板原试样、中部槽-凹坑型刮板试样、带凹坑型中板的中部槽-刮板试样的三维实体模型。基于ANSYS软件Surface-Surface自动接触算法,完成了3种试样中刮板与中部槽中板的摩擦接触分析,并对中板表面的接触应力进行对比研究。研究发现:通过对刮板或中板进行仿生凹坑设计,减小了中板表面接触应力的平均值和标准差,改善了中板表面的受力条件,进而减小了中板的疲劳磨损;同时,对刮板或中板进行凹坑型仿生优化还可以减小中板的磨粒磨损、冲击磨损、粘着磨损、热疲劳和热磨损;凹坑型中板的仿生优化效果明显优于凹坑型刮板。     

轮胎机械手动态应力仿真研究

为准确计算轮胎机械手连杆机构的受力,采用ANSYS和ADAMS软件对其进行了刚-柔耦合仿真。首先在ADAMS中进行刚-柔耦合分析,导出ANSYS所需要的载荷文件,将载荷文件导入到ANSYS中对连接杆进行运动过程中的动态应力分析,为连接杆结构的进一步改进提供依据。     

基于多体动力学的采煤机截割部可靠性研究

基于Pro/E、Matlab、ADAMS和ANSYS联合构造的协同仿真环境,建立了含硫化铁结核的薄煤层采煤机截割部刚-柔耦合多体系统模型,解决了输入负载的模拟及建模与仿真边界条件的确定、双电机驱动的采煤机截割部电机转速的匹配等关键技术问题.基于刚-柔耦合采煤机截割部虚拟样机的仿真,找出了截割部关键零件设计上存在的问题：如行星架、行星轴及摇臂壳体的变形过大,动态刚度不足等,为采煤机截割部系统的优化提供了明确的量化依据.有助于在采煤机物理样机制造前就全面掌握其动态性能,提出明确的优化方案并改进设计,降低了新产品的研发成本与时间.     

刮板输送机链环传动系统刚-柔耦合动力学建模与仿真分析

为了对刮板输送机链环结构强度进行动态校核,利用虚拟样机技术研究建立了链环传动系统刚-柔耦合动力学模型,根据刮板输送机链环传动系统实际功率的输出状态,分别对所建模型在额定功率输出、常功率输出和最大功率输出3种工况下进行立环载荷动态测试,最终得到了链环立环各仿真时刻的应力状态及应力最大节点的时间历程。本文的研究对刮板输送机链环传动系统设计、链环强度校核及链环疲劳生命周期预测具有指导意义。     

CLX3型防爆胶轮铲车动态分析

CLX3型防爆胶轮铲车是短壁机械化开采设备中连续采煤机后配套设备中的关键设备之一。利用UG3.0软件建立了CLX3型防爆胶轮铲车的整车模型,利用ADAMS软件对铲车在2种不同工况（即平路满载和平路过凹坑、凸台满载）下进行了动力学仿真和分析,得出了CLX3型防爆胶轮铲运车在平路满载运行时的启动和稳定运行转矩,平路过凸凹满载10 t时的过凹坑和过凸台的转矩,以及各铰接点的受力情况。通过以上分析,可从理论上增加CLX3型防爆胶轮铲车设计的可靠性。     

高应力软岩巷道预留刚隙柔层支护技术

高应力软岩是一种在高应力环境下强度低、流变性强的的工程软岩体。在这些岩体中掘进巷道显示出来的变形特征与硬岩巷道截然不同。预留刚隙柔层支护在高应力软岩巷道支护工作中起到了有效释放巷道变形能量和控制巷道变形的作用。通过剖析预留刚隙柔层支护中的刚、柔层耦合关系以及耦合支护与围岩的相互作用,对预留刚隙柔层的支护机理做了深入的研究。据此,最后对预留刚隙柔层支护中材料及参数的选择方法给予详细的论述,为高应力软岩硐室的预留刚隙柔层支护提供了合理的设计方法参考。     

基于ADAMS的铰接式自卸车刚柔耦合动力学建模与仿真分析

以60t铰接式自卸车为研究对象,根据拓扑原理设计出整车的拓扑结构图,初步建立整车的多刚体系统动力学模型,在此基础上再建立考虑车架弹性变形的铰接式自卸车刚—柔耦合多体动力学模型,并对不同行驶工况下的动态特性进行仿真分析,得到了车架关键位置处的加速度响应及加速度功率谱密度曲线。仿真结果为铰接式自卸车的设计改进、车架的疲劳寿命预测分析提供了重要参考依据。     

考虑圆管输送带弹性的托辊组动态接触力特性分析

托辊组作为圆管带式输送机中强制输送带形成圆管状的关键零部件,目前仍主要通过取较大的安全系数进行传统设计,容易因许用载荷设计不合理而导致实际运行过程中部分托辊过早疲劳失效。以某型圆管带式输送机为例,通过考虑圆管输送带的弹性,建立圆管输送带-托辊组刚柔耦合动力学模型,分析匀速和匀加速两种典型工况下托辊接触力的变化,与没有考虑输送带弹性的刚体动力学模型结果进行对比,得出不同位置处的托辊接触力平均值减小约80%,而波动变化值高达4倍以上,产生幅值较大的交变载荷,致使托辊疲劳失效。最后结合实验对基于刚柔耦合模型的匀速工况分析结果进行验证。实验结果可为满载工况下托辊载荷及疲劳寿命研究提供参考。