超前支护液压支架顶梁与底座的分析与研究

阐述超前支护液压支架的顶梁和底座的选择过程;对超前支护液压支架的顶梁和底座进行有限元分析,确定所需要的结构并绘制出结构图;对超前支护液压支架的顶梁和底座进行模态分析,确定了其强度符合工作要求,并能合理避开掘进机的工作频率,防止共振的产生。     

履带行走式液压支架动力学特性研究

基于静态力学分析的传统设计方法制造的履带行走式液压支架,在复杂围岩环境下适应性差、故障率高。论文通过构建履带行走式液压支架动力学模型,运用拉格朗日法推导出主要部件的动力学微分方程。借助ADAMS软件对顶梁和油缸进行动力学仿真,其动态特性表明,在简谐载荷作用下,履带行走式液压支架的稳定性好,支护性能可靠。其次,降低履带行走式液压支架同围岩顶板间的离层间隙高度,能大幅提高支护质量。     

矿用液压支架顶梁作业时的强度研究

基于液压支架的结构组成，分别构建液压支架顶梁的三维模型和有限元模型，并以此为基础，通过ANSYS有限元分析软件，从顶梁端载试验、顶梁偏载试验、顶梁扭转试验以及顶梁集中载荷试验四个角度对液压支架顶梁强度进行有限元分析，进而指出当前液压支架顶梁结构中存在的不足，提出针对性改进方案，最后将改进方案应用于工程实践，检验改进方案的有效性。     

矿用液压支架顶梁的有限元分析及改进研究

基于矿用液压支架顶梁结构的特点,以ZY8650型掩护梁液压支架为研究对象,构建矿用液压支架顶梁带焊缝模型,采用罚函数法对模型进行接触处理,并对所构建的模型进行网格划分,开展具体模型分析计算。根据分析计算结果来看,带焊缝顶梁的实际应力和位移均大于无焊缝顶梁。在矿用液压支架顶梁设计中必须要对焊缝所造成的影响进行综合考虑,以此来降低矿用液压支架的使用风险。     

不同工况下的矿用液压支架结构性能研究

以ZY4000型掩护式液压支架作为研究对象,建立了液压支架的仿真模型,通过ANSYS软件,开展了矿用液压支架在不同工况下的仿真分析研究。研究表明,矿用液压支架的顶梁、底座均出现了较大程度的应力集中和位移变化现象,在不同工况下均为主要的受力部件,该研究对提高液压支架的可靠性和使用寿命、保障井下作业安全具有重要指导意义。     

煤矿用滑移液压支架顶梁有限元强度分析

基于煤矿用滑移液压支架的基本结构及特点，构建滑移液压支架顶梁的三维模型和有限元模型，进而以此为基础实施滑移液压支架顶梁有限元强度分析。根据分析结果提出煤矿用滑移液压支架顶梁改进方案，并将其应用于工程实践，检验改进方案的有效性。     

矿用液压支架顶梁结构强度优化研究

以液压支架的顶梁为研究对象,介绍液压支架的结构组成及工作原理,建立顶梁的仿真模型,分析不同工况下的顶梁结构性能,进而采用增加前侧板和柱窝两侧加强筋厚度的方法进行优化改进.结果 表明,优化改进后,顶梁应力分布情况大大改善,效果较明显,顶梁结构强度得到提高,降低了维修成本,提高了液压支架工作的可靠性和安全性.     

不同加载条件下液压支架结构的强度分析与优化设计

矿用液压支架作为井下重要的支撑设备,提供其整体结构的支撑强度及性能,成为当下企业关注的重点。因此,通过建立ZY12000型矿用液压支架的仿真模型,开展了液压支架顶梁加载、顶梁受扭矩作用等工况下的结构性能研究,找到了顶梁为整个结构中的薄弱部件,由此重点对顶梁结构进行了优化设计研究。     

液压支架带注油润滑结构销轴的技术研究与应用

液压支架的质量直接关系到矿井生产的安全和效率,四连杆机构是液压支架的重要部件,高端液压支架高工作阻力、高可靠性、高支护质量等。所用板材的性能等级、设计手段、加工工艺等都有大幅度提高。液压支架四连杆机构销轴,连接重要的部件,直径大,长度长,承载力大,受力情况复杂。液压支架的带注油润滑结构的销轴技术有效实现了大采高液压支架顶梁掩护梁销轴和四连杆机构销轴易装配、易拆卸的功能,延长了支架的使用寿命和维修周期,降低了劳动强度。     

工作载荷作用下矿井液压支架动态响应分析

基于液压支架的顶梁和屏蔽梁由于承受动力冲击载荷容易损坏这一情况,为了提高其工作性能,研究了液压支架在顶梁和屏蔽梁承受冲击载荷时的运动趋势、姿态和机械响应.利用ANSYS软件建立了液压支架的仿真模型,沿着顶梁和屏蔽梁的正常方向朝向对称中心施加冲击载荷.通过在不同的冲击条件下测量屋顶梁的旋转角度、柱的偏转角、柱的长度和平衡...     

基于广义模块化快速设计的液压机产品模块划分与规划

提出柔性元结构和虚拟柔性模块的概念，通过对液压机产品进行模块的划分与规划，得到以柔性元结构为单位的结构单元，给出了液压机产品模块划分和规划的过程模型及应用实例，为实现液压机产品的快速设计提供支持。     

液压四足机器人机身扰动抑制及实验研究

针对液压四足机器人在运动过程中的机身扰动较大的问题,提出基于运动学和虚拟模型的液压四足机器人机身扰动抑制策略。分析机器人机身扰动产生的机理及其影响,建立四足机器人整机运动学方程,根据机器人实时姿态反馈抑制机身扰动。同时在机器人机身横滚和俯仰自由度上引入弹簧阻尼虚拟元件,通过调整虚拟力的大小控制机身姿态。面向机器人对角小跑步态,对机器人摆动相和支撑相进行足端轨迹规划。通过液压四足机器人平台进行实验验证,实验结果表明,该扰动抑制策略能够根据机器人的机身姿态调整关节角度,机器人机身起伏小,机器人实际运动轨迹与理论运动轨迹接近,验证了所提方法的有效性。     

甲醇喷油器结构参数对液力响应的正交试验研究

甲醇喷油器作为高压共轨喷射系统的核心部件,其性能优劣对甲醇发动机的各项特性有重要影响。通过对甲醇喷油器主要结构进行数学建模,得出影响液力响应的结构参数。利用AVL Hydsim软件对甲醇喷油器建立了仿真计算模型,结果表明:进油孔孔径、柱塞直径、针阀直径、柱塞弹簧预紧力是影响喷油器液力响应的4个关键因素。由此,选择合理范围的结构参数进行正交试验,得出各个参数对喷油器液力响应各个阶段的影响程度,其中进油孔孔径对液力响应4个动态指标影响均极为显著,由此优选出最佳参数。优化方案对提高液力响应有明显的效果。     

基于四元数的机械海流计姿态解算

流向是海流测量中不可或缺的信息之一,可以通过解算海流仪姿态角的方式获得流向。目前,采用欧拉角微分方程式和方向余弦法计算姿态都存在着奇点或者计算量过大的问题。文章利用四元数的方法求解姿态变换矩阵,采用四元数四则运算组合简化计算过程,并基于6轴处理组件MPU6050和磁阻传感器HMC5883L设计电路和编程,最后在实验的基础上对算法可行性进行了验证。     

基于D-H矩阵的2-RPaRSS并联机构位姿误差建模与补偿

针对4自由度2-RPaRSS并联机构,利用D-H变换矩阵法建立了机构运动学及单条支链的位姿误差模型,并由此得到了机构基于各运动副误差(制造误差、安装误差、磨损误差等)的动平台位姿误差模型;运用该误差模型对2-RPaRSS并联机构的进行了误差分析和计算,给出了机构驱动角对动平台位姿误差的影响情况;同时建立了单支链的误差辨识模型,并由NSGA2算法求得了各误差的近似最优解,通过误差补偿使并联机构的位姿精度得到明显提高。     

三维姿态角高精度测量装置

基于二维自准直仪和坐标系旋转变换矩阵,提出一种高精度、高稳定性三维姿态角(偏摆角、俯仰角和滚转角)测量方法,并设计了一种三维测角装置。介绍了该装置的工作原理和结构组成。建立了三维测角模型,根据自准直测角原理和坐标旋转矩阵推导了理论算法。基于测量要求设计了光学系统,采用现场可编程门阵列(FPGA)单芯片实现了实时双CMOS图像传感器的驱动成像、像点识别与细分定位、三维转角计算及与USB的快速通信。提出了三维测角装置的标定方法,保证了实际设备参数与理论设计数据的统一。最后对提出的滚转角测量算法进行了实验验证,并分析了影响测角精度的因素及其影响程度。标定和试验结果表明:在±20′的视场范围内,三维测角装置的偏摆角、俯仰角和滚转角的测量精度分别达到了2.2″,2.5″和8.7″。该结果验证了设计的装置结构简单、稳定可靠、精度高,且易工程实现三维姿态角的测量。     

基于误差传播理论的PnP问题姿态精度分析

提出了一种在辨识一组典型特征点误差关系的基础上,建立间接测量值与直接测量值之间的最有利函数关系,并根据误差传播理论综合其他特征点的误差影响,最终获得完整的方位、俯仰和倾斜角误差数学模型的PnP问题误差分步分析新方法。以P4P问题研究为例,推导得到了单目视觉测量中相关参数和变量的误差函数解析式,揭示了影响姿态测量精度的误差规律。经P4P姿态解算仿真,验证了误差数学模型的正确性,以及基于误差传播理论的误差分步方法的有效性。分析误差数学模型可以看出:在单目视觉测量参数确定的条件下,方位角测量误差与方位角值无关,与相机高度和合作标志尺寸的比值成正比,在较大范围内俯仰和倾斜角变化对方位角测量误差影响小;俯仰/倾斜角的测量误差与俯仰/倾斜角值有关,与相机高度和合作标志尺寸比值的平方成正比;方位角测量误差小于俯仰/倾斜角测量误差。给出的分析方法和误差解析数学模型对单目视觉测量系统设计有指导作用。     

双向液压式调速器系统数学建模与仿真

螺旋桨飞机飞行时,调速器系统对飞机飞行的稳定性及发动机安全性起着关键作用。针对双向液压式调速器系统,通过数学建模和仿真方法研究该调速器系统的动态特性。以某双向液压式调速器系统为研究对象,分析其结构组成和工作原理,根据牛顿第二定律和流体连续方程分别建立了该调速器系统的力-运动数学模型和流量数学模型,并对数学模型中所有力的产生原因和求解方式进行了分析和求解。通过结合数学模型和仿真软件,分别对调速器控制活门和整个调速器系统进行了仿真,重点分析了无反馈的控制活门的实际运动过程和带反馈的整个调速器系统的发动机转速变化及螺旋桨角度变化,得到了控制活门的振动曲线和螺旋桨角度变化曲线。     

滚道控制理论与滚动体姿态角的确定

滚道控制理论用于求解滚动体姿态角 ,该理论存在着一些不足 ,基于这一理论 ,人们对姿态角并不能得到一个清晰的认识。通过对球轴承滚动体平衡条件的分析 ,建立了新的姿态角计算方法 ,与滚道控制理论相比 ,新的方法能够适用于高、中、低各种转速 ,由于源于力学分析 ,因而计算比较合理 ,举出的算例有助于人们对姿态角这一原本较难处理的动力学参数有一个较全面的了解     

Nonlinear Static and Dynamic Stiffness Characteristics of Support Hydraulic System of TBM

Full-face hard rock tunnel boring machines(TBM) are essential equipment in highway and railway tunnel engineering construction. During the tunneling process, TBM have serious vibrations, which can damage some of its key components. The support system,an important part of TBM, is one path through which vibrational energy from the cutter head is transmitted. To reduce the vibration of support systems of TBM during the excavation process, based on the structural features of the support hydraulic system, a nonlinear dynamical model of support hydraulic systems of TBM is established. The influences of the component structure parameters and operating conditions parameters on the stiffness characteristics of the support hydraulic system are analyzed. The analysis results indicate that the static stiffness of the support hydraulic system consists of an increase stage, stable stage and decrease stage. The static stiffness value increases with an increase in the clearances. The pre-compression length of the spring in the relief valve a ects the range of the stable stage of the static stiffness, and it does not a ect the static stiffness value. The dynamic stiffness of the support hydraulic system consists of a U-shape and reverse U-shape. The bottom value of the U-shape increases with the amplitude and frequency of the external force acting on the cylinder body, however, the top value of the reverse U-shape remains constant. This study instructs how to design the support hydraulic system of TBM.