基于虚拟样机联合仿真的矿用汽车车架强度计算方法

由于缺乏有效的载荷谱,矿用汽车车架的载荷通常采用估算的方法,该方法会造成车辆的可靠性和经济性无法保证。针对上述问题,本文首先建立了整车三维模型,采用Adams动力学分析模块搭建了整车虚拟样机,运用数理统计的方法确定计算对象的安全系数,并设置了典型工况进行动力学仿真,在此基础上获得了车架动态载荷,最后建立了车架的有限元模型,基于动态下仿真载荷对车架的应力进行计算。在无法提取实际载荷谱的情况下,相比于载荷估算方法,基于虚拟样机的车架强度计算方法可以准确计算出车架在不同工况下所受的纵向力,从而有助于获得可信度更高的强度计算结果。     

基于刚-柔耦合的矿用窄型无轨车辆平顺性分析

针对井下路况恶劣,道路坑洼不平、颠簸起伏的外部受力工况,以ADAMS与ANSYS相交互完成对某型矿用窄型无轨车辆刚-柔耦合动力学分析,得到其接近于实际工况的随机、过减速带、凹坑等路谱动力响应结果。结果显示过减速带时刚-柔耦合模型对比多刚体模型纵向振动加速度减小22.3%,凹坑路谱减小29.6%,随机平稳路谱减小8%,可为矿用车辆平顺性优化设计提供一定的参考。     

基于SolidWorks和ANSYS的液压支架顶梁疲劳可靠性分析

为保证井下开采作业可以安全高效进行,时刻掌握液压支架的可靠性情况,使液压支架可靠性维持在一个较高的水平,利用正交试验分析了液压支架关键部件顶梁在外载位置不同的情况下的最大应力,并应用Solidworks和ANSYS进行仿真建模分析。研究表明:液压支架顶梁危险截面主要位于柱窝附近箱型结构上,其可靠性模型可由应力-强度干涉模型衍生。可靠度随着载荷循环次数的增加而降低,当载荷循环次数增加到一定值时,顶梁材料达到疲劳极限,发生失效。     

基于流固耦合的矿用车燃油箱的应力谱研究

以某款矿用工程车辆燃油箱为研究对象,以Ansys Workbench仿真平台为依托,采用流固耦合有限元分析方法,模拟在路面的随机振动载荷下,燃油箱的结构应力响应和流体晃动压力的响应,并将二者双向流固耦合,最终得到宽体车油箱在随机振动激励下的时序应力谱,并与耦合质量点的简化分析方式做了对比,为后续的疲劳分析提供铺垫。     

人为因素对工程车辆载荷谱的影响规律初探

基于驾驶员人为因素对工程车辆循环作业的载荷特性的重要影响,分析了工程车辆载荷谱人为因素研究的意义,总结了驾驶员人为因素的组成。根据轮式工程车辆作业的特点,初选了9个主要因素作为分析项目,采用"正交试验法"进行试验设计,给出了在考虑人为因素影响下载荷谱测试时驾驶员的选取方案,为人为因素对工程车辆载荷谱的影响规律分析提供依据,为以后进一步深入研究奠定基础。     

矿井掘进机电控箱减震器的数值模拟研究

对矿井掘进机电控箱减震器进行数值模拟研究,认为在不同工况条件下橡胶层和内外层钢圈所受应力要远低于材料的极限强度,满足强度要求;但在径向压缩载荷作用下减震器下方区域容易形成疲劳失稳,在轴向拉伸载荷作用下减震器内圈位置容易形成疲劳失稳,可在对应位置橡胶层中通入钢丝来避免疲劳失稳现象的发生。     

斜坡行驶煤炭运输车驱动桥壳有限元分析

为了解决煤炭运输车驱动桥在斜坡行驶工况下桥壳失效破坏问题,建立驱动桥壳虚拟台架系统模型,将试验过程采集的载荷信息导入虚拟台架系统,完成对煤炭运输车驱动桥在斜坡行驶工况下应力变形规律分析。研究结果表明,煤炭运输车驱动桥壳在斜坡工况行驶过程中应力变形存在着明显分布规律。     

矿用车载式剪叉升降台关键机构疲劳寿命预测研究

为了研究矿用车载式剪叉升降台的可靠性,建立剪叉机构三维模型,对其进行静强度校核和分析,求解在循环加载方式下剪叉机构的平均等效应力和变形。将强度计算结果与材料S-N疲劳寿命曲线结合,预测额定负载下剪叉机构的疲劳寿命和损伤分布。结果表明,所设计的矿用车载式剪叉升降台的结构满足静强度要求,其寿命预测值远大于设计寿命。预测寿命的载荷敏感性可以为矿用车载式剪叉升降台的设计和维护提供理论参考。     

液压支架支柱标准化系列化研究

根据矿用立柱型式试验检测规范,用油缸应力分析理论,按等强度满应力优化设计方法,求出单伸缩、液压双伸缩和机械加长双伸缩立柱给定载荷型谱的优化断面设计。在此基础上提出了对《矿用液压支架立柱、千斤顶的缸径、柱径系列》部颁标准 MT94—84的修改建议。     

矿用防坠器的有限元分析与结构改进

深入研究矿用防坠器结构特点和性能要求,建立三维模型,采用ANSYS结构性能分析方法,模拟并获取了矿用防坠器的应力分布数据,找出其危险截面位置,提出了结构性能优化,对矿用防坠器的结构进行了完善,增强了薄弱部位的强度。为进一步分析矿用防坠器的结构强度和优化设计提供了理论依据。     

矿用载货车驱动桥壳疲劳寿命分析

通过CATIA建立某矿用载货车驱动桥壳数字模型,结合汽车驱动桥台架试验标准对桥壳进行静力分析,并采用FE-SAFE疲劳分析软件对桥壳进行基于正弦载荷激励的疲劳寿命仿真。该方法可在设计阶段对桥壳疲劳寿命进行预估,为桥壳结构的改进和优化提供理论和技术支撑。     

地下矿用车辆无人驾驶目标路径规划方法研究

针对井下巷道复杂多变的路面条件,将地下矿用车辆无人驾驶目标路径划分为主目标路径和局部避障目标路径,在主目标路径规划时不必考虑局部避障问题,在主目标路径规划完成后,再进行局部避障目标路径规划。建立车辆轨迹跟踪偏差控制模型及动力转向控制模型,通过对模型的仿真计算,可对地下矿用车辆无人驾驶目标路径进行规划及优化。该目标路径规划方法具有简单方便和灵活可靠的优点。     

基于应力-强度干涉理论的采煤机截割部关键零件可靠性分析

随着中厚煤层不断开采完毕,薄煤层开采比重将不断加大,其安全、高效开采日显重要,但由于开采空间有限、条件恶劣,采煤机易出现设计结构不合理、工作状态不稳定、可靠性差等问题。以MG2*100/455-BWD新型薄煤层采煤机截割部为工程对象,采用Pro/E,ANSYS,ADAMS建立了该采煤机的刚柔耦合虚拟样机模型,基于破煤理论建立了采煤机螺旋滚筒的力学模型,通过MATLAB编制了相关程序解决了刚柔耦合虚拟样机模型载荷添加的问题;通过虚拟仿真获取了关键零件输出轴、壳体、行星架的Von Mises应力分布及最大应力节点应力值的时域信息,以30组不同牵引速度仿真模型的仿真结果建立了各关键零件的最大应力分布函数;以应力-强度干涉可靠性理论为基础,结合各关键零件的最大应力分布函数及所用材料强度分布函数,在考虑载荷作用次数情况下,建立各关键零件在随机载荷多次作用下的可靠度计算模型。经分析计算得到输出轴、行星架、壳体的可靠度分别为0.978,0.536及0.614,研究发现:行星架与壳体存在应力集中现象,应力最大位置分别位于行星架腹板与花键轴相交处及壳体惰轮轴孔后侧与行星减速器承载部分相交处。在对薄弱零件改进后,行星架、壳体的可靠度分别达到0.969 0和0.997 4,满足使用要求。该方法可有效缩短产品设计周期,提高采煤机关键零件的设计质量及可靠性。     

南宁市新华街人防工程施工技术

介绍了南宁市新华街人防工程采用逆作法设计、施工情况，人防工程先施工钻孔排桩围护结构和中间工程桩柱，采用顶板作为支撑体系，恢复路面后，再一直开挖至基坑底，施工主体结构的施工方法。大大缩短了占用路面的时间，减少了对周边商铺营业的影响。     

基于数学模型的刮板输送机可靠性分析

煤矿开采中常使用刮板输送机进行物料运输,工作环境恶劣,承受荷载较大等因素对刮板输送机使用寿命造成影响。分析刮板输送机主要结构组成,介绍可靠性理论,建立刮板输送机可靠性分析的数学模型,对其故障构件进行统计。计算可靠性指标,针对故障最常出现部件进行强化,延长刮板输送机使用寿命,给刮板输送机优化设计提供理论依据。     

煤矿巷道直墙半圆拱形波形钢腹板支架稳定承载性能

将新型波形钢腹板支架用于煤矿巷道金属支架结构中,采用试验研究和有限元数值模拟分析相结合的方法,研究波形钢腹板支架结构的稳定承载性能。设计了2榀直墙半圆拱形波形钢腹板支架的模型试验,得到支架的失稳破坏形态、应变与位移发展规律,并分析了波形钢腹板翼缘厚度变化对支架承载力的影响程度。结果表明:波形钢腹板支架破坏形态为整体非对称失稳,支架翼缘厚度由12 mm增加为16 mm时,即增幅为33%,支架的承载力提高27. 38%,表明翼缘厚度对支架的承载性能有显著影响。试验结果与有限元分析结果吻合良好,验证了有限元模型的正确性。同时采用有限元方法对用钢量基本相同的矿用工字钢支架和波形钢腹板支架进行对比,结果表明:波形钢腹板支架承载力比矿用工字钢提高了31. 68%,其变形约为矿用工字钢的4/5。通过数值模拟分析波形钢腹板支架截面各参数对支架弹性和弹塑性屈曲荷载的影响,发现腹板高度和厚度是较敏感参数;并比较了波形钢腹板支架和矿用工字钢支架分别在静水压力作用下、垂直单向应力作用下和垂向力为主的荷载作用下的支护性能,发现在相同的用钢量情况下,波形钢腹板支架具有较高的抗剪承载力,在高厚比很大的情况下不容易发生屈曲,且翼缘用钢量集中,使得截面的抗弯和轴压稳定承载力也大幅度提高,故它在各种荷载状态下的变形量均小于矿用工字钢支架,其支护效果优于矿用工字钢支架。     

现行窄轨矿车加装减振装置的应用研究

在现行矿车轮对和车架横梁中间布置4套减振装置,减振装置具有独特的双弹簧倒置布置的结构,突破矿车四轮同面运行的制约,在额定空载时单弹簧减振,在额定空载和额定重载之间时双弹簧减振,达到经济适用的目的;使矿车车轮与接口不平、平面转弯、相交面转弯的轨道在一定设计范围内严密接触,降低单边定位引起掉道的可能性,减少运输事故发生。     

沙土质型冲沟发育区浅埋煤层长壁开采支护阻力的确定

基于沙土质型冲沟坡体下浅埋煤层长壁开采顶板结构承受非均匀载荷的基本特征,采用理论分析与现场实测的方法,以工作面背沟推进为主要方式,将冲沟坡体及其形态纳入顶板结构控制当中,结合冲沟坡体下开采基本顶初次破断与周期破断时的顶板结构力学模型,按给定失稳载荷状态,分析了工作面来压期间的“支架－围岩”作用关系模型,得到了控制顶板结构滑落失稳的支护阻力。结合具体工作面地质条件,分析了支架工作阻力随工作面推进的变化特征,给出了支架支护阻力算例,针对该工作面支架支护阻力进行的现场实测结果验证了该方法的可靠性。     

基于神经网络的掘进机截割头截齿的强度可靠性灵敏度设计

由于煤岩材质的不均匀性及掘进机截割过程中往往会遇到其他的岩石成分,导致掘进机截割过程中截齿受到的载荷具有很大的不确定性,有必要对截齿工作过程中的强度可靠性进行研究。结合有限单元法、神经网络技术和可靠性理论,对截齿在极限载荷状态下的静强度可靠性及可靠性灵敏度进行分析,获得了截齿关键尺寸对截齿可靠度的影响大小排序,从而为截齿的可靠性设计提供指导。