液压碎石机械手的刚柔耦合动力学仿真分析

液压碎石机械手机械臂的柔性效应对零件的强度、液压缸的受力等都产生不可忽略的影响,因此有必要对其进行刚柔耦合分析。本文基于有限元分析软件Hyper Mesh、ANSYS和动力学分析软件ADAMS,建立了某液压碎石机械手的刚柔耦合模型,分析比较了不同制动加速度下惯性冲击对柔性化大臂的强度和液压缸受力的影响。仿真分析表明,该方法可实现对大型机械臂的刚柔耦合分析,为臂架系统的设计改进提供理论依据。     

地下铲运机动臂刚柔耦合动力学分析

介绍刚柔耦合动力学分析理论和方法,为地下铲运机工作装置的动力学特性研究提供可供借鉴的思路;运用动力学仿真软件ADAMS建立工作装置虚拟样机模型,完成对动臂的刚柔耦合动力学分析;确定动臂优化的方向并提供数据支持,提高设计质量和效率。     

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...     

煤炭采样机械臂刚柔耦合动力学建模与仿真分析

根据实际应用场景及动力学理论,可以将煤炭采样机械臂看做柔性臂,并且使用仿真软件ANSYS、ADAMS以及Pro/E综合建立刚柔耦合动力学模型和刚性模型,分别对2种模型进行仿真研究,并且对比仿真结果。研究表明,对煤炭采样机械臂来说,刚柔耦合模型更符合实际情况,本研究为未来对机械臂的分析与结构优化提供理论参考。     

采煤机截割部刚柔耦合动力学分析

利用HyperMesh、ANSYS APDL、ADAMS之间的交互接口,建立了采煤机截割部的刚柔耦合动力学模型。将LS-DYNA仿真得到的滚筒载荷作为系统负载进行动力学仿真,得到了采煤机截割部传动系统工作过程中的动力学响应以及柔性摇臂的应力规律,通过对比纯刚体动力学仿真与刚柔耦合动力学仿真结果,分析了柔性摇臂对采煤机截割部动力学响应的影响。对采煤机截割部的优化设计具有重要的指导意义。     

锚杆钻机回转式钻杆振动模态分析

回转式钻杆作为锚杆钻机的重要组成部分,在工作过程中经常发生断裂现象,造成钻孔事故,影响生产安全。建立了某型锚杆钻机钻杆和钻头的有限元模型,分析得到了钻杆和钻头的应力、应变云图。对工作状态下的钻杆开展约束模态分析,得出了钻杆主要阶次的固有频率和振型,并探讨了不同长度和直径的钻杆对固有频率的影响规律,为钻杆避开共振频率区域提供理论参考。     

基于ANSYS和ADMAS的采煤机钻削机构动力学分析

主要以钻削式采煤机钻削机构为例,应用ANSYS软件和ADAMS软件,构建刚柔耦合的系统动力学模型并对钻杆进行柔化,通过对钻削机构的受迫振动分析,得到螺旋钻头的振动及受力情况,为进一步优化采煤机钻削机构提供理论参考。     

锚杆台车新型钻臂结构设计及有限元分析

研制了一种用于锚杆台车的新型伸缩臂机构,分析了该机构的运行特性及工作原理。建立了伸缩臂动力学模型,并通过动力学仿真分析计算,找到了作业过程中的最恶劣工况;据此,并采用有限元分析对伸缩臂关键元部件进行静强度计算,达到了设计与实用性能要求。     

基于刚柔耦合的凿岩台车钻臂运动精度分析

为了研究凿岩台车工作装置内外钻臂柔性化对作业施工过程中的运动精度的影响,运用Solid Works建立了TAMROCK MAXIMATIC工作装置的三维装配模型,采用ANSYS对内外钻臂进行柔性化处理,并在ADAMS中对内外钻臂进行刚柔替换,且驱动部分采用七次插值函数进行刚柔耦合仿真。根据仿真结果,对钎杆末端的速度、加速度、位移和位移误差曲线进行分析。仿真结果表明,耦合替换后生成的位移曲线跟刚性体大体走势相同,但存在明显的振动现象,且耦合后产生的误差与实际要求误差相差不大。     

滑动构造下"三软"不稳定突出煤层可伸缩无级变径钻头和三棱钻杆的研制应用

分析了传统钻头、钻杆在使用过程中的弊端,介绍了可伸缩无级变径钻头和三棱钻杆的研制及其优点。应用表明,使用可伸缩无级变径钻头和三棱钻杆提高了打钻效率和掘进速度。     

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。     

基于ANSYS工艺参数对钻杆端部成形性能影响的仿真分析

钻杆的底端联接有钻头,钻头工作过程中,载荷会通过钻杆与钻头的联接部位传递到钻杆,这就要求钻杆与钻头的联接部位具有较高的强度,因而,钻杆生产过程中通常会将钻杆与钻头的联接部位即钻杆的底端部进行增粗处理,以提高其强度。钻杆端部增粗过程中的加热温度、挤压速度等参数是影响其成形质量的关键因素。采用ANSYS软件模拟分析不同工艺参数下的钻杆增粗过程中的变形规律,以此为工艺参数的优化提供依据。     

岩石钻掘过程钻头受力动力学解析模型

为深入研究钻头在岩石钻掘这一动力学过程中的受力变化规律,对钻头的钻掘过程进行了系统的动力学分析,建立了描述钻头在岩石钻掘过程中力与运动间关系的微分方程组,归纳了运动条件下影响钻头受力变化的各种影响因素。在对钻头钻掘岩石的运动过程进行解析的基础上,提出了运动条件下钻头压入力和切削力的解析计算方法,并分别给出了压入力和切削力的动力学解析方程。进行岩石钻进力学测试实验,结合相关实验结果对动力学计算模型和静力学计算模型进行了对比分析,研究表明：钻头在钻掘岩石过程中的受力与其运动状态密切相关;在其它条件一定情况下,钻头所受的压入力和切削力均随钻头推进速度V的增加而增加。计算结果显示动力学解析模型比传统静力学计算方法更接近实验测量值,而且更有利于直观方便地指导工程实践。     

煤矿用智能钻车机械手设计及模态分析

机械手作为煤矿用智能钻车的关键部件之一,其性能直接影响钻车的打钻效率。机械手的振动会对机械手的位置精度产生不可忽略的影响。通过对机械手进行设计研究,确定采用四关节机械手配合敞开式钻杆箱,实现智能钻车的自动化上下钻杆。运用有限元分析软件对机械手进行了模态分析,得出了机械手的6阶固有频率和振型,得到了在不同频率下机械手的抗振性。分析结果可为机械手结构设计合理改进、增加机械手的刚度和稳定性,以及机械手的进一步动态优化提供理论基础。     

基于路径规划的大容量钻杆自动输送系统研究

针对现有煤矿钻机钻杆自动输送系统容量小,需要人工频繁补充钻杆的问题,开发了大容量钻杆自动输送系统。以钻杆一般输送路径规划和多列多层钻杆起点归一化方法为基础,结合ZYWL全方位自动钻机总体结构方案,利用钻杆箱侧下方的空间,设计了升降输送路径方案,降低了钻机整体高度。基于路径方案设计了钻杆箱、转运器、主机械手和副机械手等执行机构,并根据具体结构对输送路径进行了适应性调整,避免了输送装置与钻机主机结构发生运动干涉。理论验算与样机试验表明,大容量钻杆自动输送系统路径设置合理,可准确实现钻杆的自动输送。     

压电型柔性机械臂动力学建模研究

以压电双杆柔性臂为研究对象,采用Euler-Bernoulli梁模型简化机械臂,运用假设模态法描述弹性变形,将压电元件对臂的作用等效为一驱动力矩,依据拉格朗日方程推导耦合动力学方程,并利用Newmark法进行迭代求解。仿真与实验验证了动力学模型的有效性,模型具有准确、简单等特点,为后续振动控制的实施奠定了理论基础。     

专家系统在钻头设计及使用中的应用

运用人工智能技术，创造性地将设计及使用小口径金刚石钻头和大口径工程施工钻头的知识与经验编制成相应的专家系统，具有较高的实用价值。     

钻杆推力法预测冲击地压的实验研究

为准确预测预报矿井冲击地压,采用钻杆推力法来判断煤矿冲击地压危险性。通过建立钻进煤层过程中钻杆的动力学模型,得出钻杆推力与煤体应力的关系,利用自主研制的钻杆推力实验测试系统,在实验室测试了不同煤体应力下推力值的变化规律。实验结果表明:随着钻进深度的增加,推力值呈现先增大然后稳定再逐渐减小的规律;在相同钻机及钻具条件下,在矿井下进行原位钻孔实验,分析实验数据发现,钻杆推力与煤体应力、钻屑量有较好的对应关系,充分证明了利用钻杆推力预测冲击危险性的可行性。研究结果为煤矿冲击地压等动力灾害的预测预报和危险区域的判定提供了一种方法,可作为预测冲击危险性的参考性指标。     

渭北油田岩石性能参数下PDC钻井破岩研究

PDC钻头几何结构复杂性、岩石材料差异性以及钻井工况的系统性,使得钻头切削破碎岩石的机理研究与钻头对地层的匹配适应性一直存在很大困难。基于渭北油田取心所测得岩石力学参数,获得了该区块的H-J-C岩石响应模型参数,通过三维CAD软件和有限元软件建立PDC钻头破岩的三维非线性动态仿真模型,开展PDC钻头在该区块的破岩规律研究,并深入研究钻头破岩过程中的响应规律。结果表明,该区块下钻头垂向加速度为0.1 m/s²,钻头垂向速度稳定在0.006 m/s,破岩功呈周期性变化、总体上升的规律趋势。该计算方法针对性较强,计算灵活便捷,为后期钻头—地层的适配性研究提供了技术手段。     

矿井天轮在线切削精度测量设备的柔性误差预测

矿井天轮绳槽要求切削精度在±0.5 mm,用于切削加工的在线测量设备为自驱动关节臂坐标测量机,由于其柔性产生的变形使测量机的测量精度无法保证,建立了测量机的理论模型与三维仿真分析模型,通过刚柔耦合仿真分析确定测量机的测量误差值。将仿真结果用RBF神经网络进行预测,确定测量机的模型参数与误差值的关系。通过对比,建立的RBF神经网络能够实现柔性动态变形误差最大值为5.16×10^-4 mm的高精度预测。