大型带式输送机动力学建模与仿真研究

用离散单元模型建立基于几何非线性的带式输送机运动微分方程,提出三台电动机和液力偶合器组成的驱动系统的数学模型,阐述逐步线性化的增量方程、末端方程以及Newmark-β逐步积分法.对某条输送机起动和制动过程中的胶带速度、张力及重锤位移等动态性能参数进行了数值计算,并将结果与W.R.B.Morrison模型的计算结果进行对比研究,比较离散单元模型和连续介质模型等三个模型之间的张力波波动速度,从带速响应时间、振幅和频率三方面重点比较两种模型的相似性.     

长距离胶带输送机启动过程动态特性仿真分析

利用动力学分析软件RecurDyn建立胶带输送机的仿真模型，对胶带输送机在启动过程中胶带张力以及传动滚筒的速度、加速度、扭矩等变化进行动态仿真，并对仿真结果进行分析。有利于完善胶带输送机的设计理论，提高胶带输送机的市场竞争力。     

基于计算机仿真的带式输送机动态特性预测和控制

描述了带式输送机动力学现象，用有限元方法建立了带式输送机系统的运动微分方程。用仿真方法分析了带式输送机的动态特性，并与实测结果进行了比较。预测了紧急停车和起动过程中突然停电等工况下带式输送机的动态特性，并通过选择飞轮质量来达到控制和优化其性能的目的。     

基于EDEM软件的螺旋输送机仿真及分析

介绍了EDEM软件和离散单元法的计算模型和单元模型,并通过EDEM软件对螺旋输送机的运行进行了动态仿真和数据分析。基于离散单元法模型预测了螺旋输送机在输送过程中物料的质量流率、颗粒速度、能量功耗、能量耗散率与螺旋输送机倾角和转速的关系。     

带式输送机平衡锤的振动分析

建立了带式输送机系统的简化模型,考虑驱动滚筒刚体运动与胶带弹性运动的耦合,导出了该系统纵向振动的动力学方程,确定了合理的边界条件.以神府矿区某矿主平峒胶带机为例,对起、制动过程中平衡锤的振动特性作了数值计算,并进行了结果分析,计算结果与实测数据基本相符.     

轴向加速度运动弦线横向振动的数值计算方法

讨论轴向加速度运动弦线横向振动的数学模型、数值计算方法等问题。基于Coriolis加速度和Iagrangian应力公式，利用Newton第二定律导出轴向加速度运动弦线横向振动的动力学模型；通过线性变换将方程化为一阶无量纲的非线性微分方程组；并利用Crank-Nicoson的中点离散技巧，给出运动方程的单步二阶差分方法；算法把对运动方程和本构方程分别离散，使之可以用于不同本构的运动弦线的数值仿真。且方法对线性问题绝对稳定，对非线性问题也有较好的稳定性。作为应用实例，利用该方法对一类加速度运动弦线的横向振动进行数值仿真，利用弹性弦线的守衡公式检验数值结果的精度。并利用给出的数值方法分析速度、加速度、弹性模量等参数对弦线横向振动的影响。     

输送带柔性多体动力学建模方法研究

考虑到输送带的黏弹性,结合有限元离散方法和多体动力学理论,提出用刚体单元描述输送带的刚性特征,以弹簧阻尼单元描述输送带的柔性特征,对输送带进行离散建模。运用拉格朗日方法推导刚体元的动力学微分方程,用递推组集方法建立带式输送机系统的柔性多体动力学方程。用该方法对一带式输送机的起动阶段运行速度进行了仿真分析,通过仿真分析结果与实测数据的对比,验证了方法的正确性和实用性,为带式输送机动态设计方法的进一步研究提供了可借鉴的参考数据和理论依据。     

基于ZWT模型的胶带输送机动力学方程的建立

以往在建立输送带的动力学方程时,大多采取Voigt模型。而Voigt模型属于线性粘弹性模型,虽然考虑了胶带的粘弹性,但却忽视了其在大变形下表现出的非线性力学行为。基于ZWT非线性粘弹性本构模型,建立了输送机动力学方程,使用显示有限差分法求解并利用Matlab计算,分析了不同工况下输送机的动态响应特性。结果表明:依据ZWT模型建立的输送带动力学方程,输送带的动张力小于依据Voigt模型建立的输送带动力学方程;输送机以抛物线加速度启动曲线启动,输送带的运行稳定值小于其他两种启动曲线;当输送机启动时,启动时间越长,输送带启动越平稳;启动速率越大,输送带驱动滚筒处的动张力也越大;输送机空载启动比满载启动运行更平稳。     

带式输送机系统的动态分析

通过介绍带式输送机的动态设计理论,采用离散模型法建立了带式输送机的动态模型,把输送带看成是Kelvin-Vogit模型,建立带输送机动力学方程,并采用Wilson-θ法进行了求解。以此为基础,利用MATLAB进行计算仿真,得出了带式输送机的最佳启动时间。     

完全参数激励下索梁耦合系统非线性动力学分析

研究完全参数激励下弹性拉索与悬臂梁耦合结构的非线性动力学问题。建立索梁耦合结构力学模型,利用Hamilton 原理建立索－梁耦合系统的非线性动力学方程,利用Galerkin方法将索－梁耦合系统的非线性运动偏微分方程离散为一组常微分方程。利用多尺度法分析研究索－梁耦合动力学系统的非线性振动,用Runge-Kutta法对数学模型进行数值计算,得到当梁与索的频率比为2:1时,系统发生严重的参数共振,同时探讨阻尼参数对索－梁耦合系统非线性动力学的影响,并提出对工程有实际意义的结论。     

带式输送机断电过程的动力学仿真

通过有限元法建立了整个带式输送机系统纵向振动的动力学模型，应用Matlab Simulink软件建立了带式输送机动力学系统的仿真模型，通过合理的设置仿真参数，对带式输送机的断电过程进行仿真，对其结果进行可视化处理，以控制输送机断电情况下的稳定性和安全性。     

长距离带式输送机的建模与观测器设计

带式输送机的传统静态设计方法无法保证系统的稳定运行,也造成设备的浪费。采用动态设计法建立了带式输送机简易的有限元动力学模型,并采用全维观测器观测出了带式输送机起动过程中各段的速度情况和张力变化情况。通过对带式输送机的速度曲线和张力变化曲线的Matlab仿真,其结果符合预期要求,为研究和设计带式输送机的稳定运行奠定了基础。     

带式输送机虚拟样机设计研究

创新地将虚拟样机技术运用于带式输送机设计,提出用有限的离散带块单元来仿真连续输送带的设计方法;通过带式输送机系统简化、3D样机建模、样机装配、施加载荷约束等设计步骤,最终建立了基于虚拟设计软件ADAMS的简化带式输送机虚拟样机;并对样机进行了起动和正常运行的工况模拟,其运动学和动力学结果和实际工况相符。     

基于EDEM对带式输送机系统的改造与分析

针对某商品混凝土搅拌站骨料带式输送机系统升级改造过程中出现的问题为研究对象,运用离散元EDEM软件仿真模拟了骨料输送过程,通过对仿真结果和现场问题对比,分析了问题产生的原因,提出了相应的解决方案。经过对系统结构的改进和现场调试,解决了带式输送机系统出现的问题,满足了业主的要求。验证了离散元EDEM软件辅助研发设计带式输送机的可行性,为相关设计和建设者提供了一些分析方法和设计思路。     

钢丝绳支撑波状挡边带式输送机输送带翻转研究及非线性模拟仿真

基于传统带式输送机输送带的翻转方式,探讨了钢丝绳支波状挡边带式输送机的翻转方式,对输送带翻转长度进行了计算,并且通过有限元软件SolidWorks Simulation针对输送带翻转大变形几何非线性特征进行了非线性有限元仿真分析,从而得到其位移和应力变化,为工程实际提供一定的参考价值。     

全永磁驱动带式输送机控制策略及动力学行为

针对传统异步电机驱动和液压绞车张紧带式输送机存在的传动效率低、运行维护困难、张紧响应慢等问题,设计了一种集永磁电机直驱与永磁张紧于一体的全永磁驱动带式输送机,制定了全永磁驱动系统矢量控制策略与机-电耦合动力学模型;利用Matlab/Simulink建模仿真与煤矿井下现场试验相结合的方法,研究了全永磁驱动带式输送机在空载启动、满载启动、变载运行等工况下的矢量控制策略与机-电耦合动力学行为。结果表明：全永磁驱动带式输送机在多种工况下均能实现转矩与转速的快速响应和动态调节,具有良好的动态特性;多台电机间可维持功率平衡与同步传动,具有较强的抗干扰能力;永磁张紧装置可以实现张紧力动态调节,有利于提高带式输送机驱动效率、张紧响应速度以及整机协调可控性;全永磁驱动系统可实现对带式输送机的智能驱动与动态张紧,在机-电耦合动力学行为仿真试验与现场试验中得到的电机动态特性规律基本一致,表明其可满足煤矿井下带式输送机实际工况需求,具有较高的推广应用价值。     

AMESim在带式输送机停机过程设计中的应用

利用AMESim软件建立带式输送机仿真模型,通过仿真分析带式输送机停机时头部和尾部重要参数在不同工况的变化情况,并利用AMESim仿真软件图形化的开发环境来优化设计参数,有利于提高设计效率。仿真过程和理论结果基本一致,取得良好的效果,说明利用AMESim仿真能为输送机制动过程的分析和控制以及输送机系统的优化设计提供一种新的分析手段和设计方法。     

水平带式输送机机架结构分析

采用有限元分析方法,研究了水平带式输送机的结构和工作情况,运用ANSYS软件建立了水平带式输送机机架的三维计算模型并对其结构进行计算,求出了机架在栽荷作用下的最大变形(0.305mm)和最大应力(19.5MPa)及变形和应力所处的位置.根据计算结果提出了机架结构设计改进方案,并对改进后的结构进行了分析.分析结果表明,改进后的结构不仅安全可靠,且节约材料31.4%,经济效益显著.     

带式输送机大扭矩传动滚筒的有限元分析及优化设计

在三维CAD软件SolidWorks中创建带式输送机传动滚筒三维模型,用有限元分析软件COSMOSWORKS对其进行了静力分析,基本掌握了传动滚筒的受力和变形情况。根据有限元计算结果,通过改变滚筒辐板厚度和增设加强环结构,经反复建模验算后,最终得到较满意的优化设计结果。     

负载特性对输送带动态特性的影响

针对带式输送机传统的静态设计方法，不能满足大运量、长距离和高带速输送机的使用要求。通过分析在输送机启动过程中，不同负载对输送带动态特性的影响，为带式输送机的动态设计提供理论依据。利用AMESim建模软件，建立了带式输送机启动过程的动力学模型，并对带式输送机在空载、变负载和满载工况下对输送带动态特性的影响进行了仿真。结果表明，在输送机启动过程中，负载特性影响输送带动张力大小、应力波传播的速度以及持续的时间。