基于Pro/Engineer的刮板输送机三维动态仿真与优化设计

论述了利用Pro／Engineer对刮板输送机进行三维动态仿真的具体过程，给出了对刮板输送机进行有限元分析、接触分析、结构分析、疲劳分析的方法，最后探讨利用仿真结果对刮板输送机进行了最优设计的方法。     

空心阴极真空电弧焊接的引弧机理及参数优化

针对现有真空电弧焊接技术引弧过程的各关键因素没有明确标准,大部分依据经验来调节各因素的数值等问题,对真空电弧焊接设备的引弧过程影响因素进行了研究。以快速建立电弧、得到稳定引弧电流为目的,从电弧建立的基本机理入手,对氩气流量、击穿电压、击穿距离以及钽管直径等引弧过程中各影响因素进行了逐一分析。使用自适应神经模糊推理系统(adaptive neural network based fuzzy interference system,简称ANFIS)模型建立引弧最优参数预测模型,使用氩气流量、真空度、击穿距离及钽管直径作为模型输入,预测击穿电压最优值。通过现场实验,验证和完善了理论研究以及本研究参数预测模型的预测性能。结果表明,使用本研究的预测模型得到的系统参数进行引弧实验,引弧电流稳定,符合工艺要求。     

滚筒实验载荷采煤机斜切工况下振动特性分析

针对斜切工况下采煤机的载荷冲击大、振动剧烈的问题,采用Hertz接触理论描述采煤机行走部与刮板输送机间的接触刚度,运用接触碰撞理论描述导向滑靴与销排间的接触间隙,再基于集中质量法,建立了斜切工况下采煤机侧向上6个自由度非线性动力学模型。以实验测试得到的滚筒轴向截割载荷作为激励,分析了斜切工况下采煤机侧向的振动特性。结果表明:整机振动量随着滚筒截深的增大而增大,前滚筒大于后滚筒、前摇臂大于后摇臂,机身的振动量相对较小,最后通过实验对模型结果进行了验证。     

刨削过程中刮板输送机的货载分布研究

为了研究刨煤机刨削过程中刮板输送机货载分布状况,建立了刨煤机性能参数与刮板输送机运输性能参数之间的数学模型,利用数值仿真得出不同刨削速比、不同刮板输送机铺设长度、不同刨煤机刨头初始位置的条件下刮板输送机的装载量曲线,并对其波动特性进行了分析。结果表明:刮板输送机的最大装载量与输送机铺设长度、刨削速比、刨煤机工作面高度、刨煤机刨煤厚度、煤的实体密度等因素有关,与刨煤机的初始位置无关;刮板输送机达到最大装载量之后,刨削速比为奇数时,装载量保持最大值并恒定不变,刨削速比为其它值时,装载量呈周期性波动变化。     

采煤机斜切进刀过程动力响应分析

为了研究采煤机斜切状态下滚筒负载特性,推导了滚筒(截齿)挤煤判断条件,运用挤压面积和煤岩破裂理论,得出了斜切状态下滚筒轴向附加载荷。准确地了解斜切进刀过程中滚筒负载的变化情况,避免了现有比例计算法和功率计算方法中出现的缺陷和误差,为采煤机主动设计提供理论依据。使用Matlab数值仿真软件得出采煤机斜切进刀过程前后滚筒受力情况,并使用Adams多体动力学仿真软件对采煤机斜切进刀过程采煤机动力响应进行仿真。得到不同牵引速度下,各个质量块的振动位移、加速度。为采煤机整机及其部件的稳定性、可靠性设计及动力学分析提供理论依据,对采煤机主动设计有一定的指导作用。     

刮板输送机刮板链条体系扭摆动态特性研究

为了研究刮板输送机刮板链条体系的扭摆动态特性,采用有限元法建立了刮板链条体系的动力学模型,通过施加脉冲载荷、阶跃载荷及斜坡载荷对刮板链条体系的动力学问题进行了数值仿真,研究了刮板体系的扭摆特性、链条动力响应以及刮板间动力传递特性。研究结果表明:在承载处刮板产生了较大的扭摆角位移以及较大扭摆力矩,且扭摆角位移幅值以及扭摆力矩由承载处向两侧逐渐减小,研究成果为刮板输送机的动态设计提供了理论基础。     

采煤机平滑靴平动固-热-力耦合特性分析

针对采煤机滑靴在推进过程中,平滑靴与刮板输送机中部槽间瞬态温度高导致接触面磨损甚至失效的问题,构建了煤粉界面层影响下动摩擦因数的平滑靴固-热-力耦合数学模型,再以试验获取的滑靴载荷作为输入,利用Comsol Multiphysics分别对干煤粉和含水煤粉界面影响下,采煤机前、后平滑靴与刮板输送机中部槽间的固-热-力耦合特性进行分析。结果表明:接触面间温度与滑靴受力、煤粉的状态有关,干煤粉界面下前后平滑靴的最高温度为460.04 K和433.73 K,最高温度位置在作用关节中心;含水煤粉界面下前后平滑靴的最高温度为438.31 K和418.62 K,最高温度位置同样位于作用关节中心。     

基于功率键合图的大流量安全阀仿真研究

针对目前国内液压支架用安全阀存在不足,研制了一种新型液压支架用大流量安全阀。采用功率键合图法和状态空间法建立了该阀系统动态特性的数学模型以及仿真模型。利用Matlab软件对其动态特性进行了数字仿真分析,并对影响该阀动态性能的相关因素进行分析,得出一些重要结论,为大流量安全阀的设计与性能分析提供了依据。     

叶片辊轧过程动力学仿真研究

研究了不同辊轧参数对叶片辊轧过程中应力、应变、金属流动规律的影响情况.建立了叶片轧制过程的力学模型,分析了叶片在塑性变形区内摩擦系数、轧制速度、压下量对轧制应力、应变的影响;利用Pro/E对叶片模具复杂曲面进行建模,再利用ANSYS/LS-DYNA建立了叶片辊轧系统的动力学模型,将上、下模座作为刚体、叶片作为多段线性弹塑性材料模型处理,分析了叶片在辊轧过程中摩擦系数等辊轧参数对轧制力的影响.研究结果表明:由于表面层摩擦力的限制,叶片表面金属流动速度比中间层低,而产生不均匀变形;叶片曲率变化对叶片轧制应力应变有着直接影响,最大应力、应变主要集中在叶背弧面斜率较大位置处,并且轧件的轧制应力、应变随着摩擦系数的增大而增大,轧制力随着轧制速度和压下量的增加而增加.