产品生长型设计及其关键技术研究

计算机辅助概念设计是机械设计领域的研究热点。在生长型设计理论的基础上提出了生长型设计过程模型；研究了CAD系统中支持生长型设计的关键技术：产品信息数据结构，设计知识库建模和概念结构匹配为实体结构技术；在此基础上开发了相应的概念设计自动化软件；通过工程实例验证了上述理论和技术的有效性和实用性。     

基于弹性独立支座的大采高综采工作面液压支架群组支护应力场理论与应用

根据液压支架承载特性,建立弹性独立支座的液压支架群组岩梁模型,采用离散型单跨梁方法得出液压支架群组刚度与载荷关系矩阵,给出在液压支架作用下岩梁挠度与液压支架群组支护阻力计算公式,推导出液压支架对顶板支护应力场矩阵方程,给出相应的简化计算方法。在此基础上,研究基于不同围岩条件和支架结构的液压支架群组支护应力场分布特性,并给出具体算例,同时指出了该理论的具体使用条件与发展方向。     

液压支架及综采工作面配套三维动态设计平台

针对目前液压支架设计缺乏专业化、集成化设计软件的问题,利用三维设计软件Pro/E进行二次开发,将已有的液压支架设计知识和经验固化到程序中,并结合Pro/E系统的Top-down流程、有限元分析模块和3DM ax动态模拟系统,开发了液压支架及综采工作面配套三维动态设计平台,集设计、运动仿真、力学分析和工作面配套模拟为一体。该平台的应用可大大提高支架的设计效率,充分保证支架的设计质量和适应性。     

基于有限元分析的支架箱型截面几何参数优化

依据材料力学和结构力学,分析得出在弯扭组合变形情况下支架箱型结构截面内板元上的应力分布：弯曲正应力和扭转剪应力主要出现在截面四周的板上,而中间筋板则主要承受弯曲剪应力;选定截面内6个主要几何尺寸为状态变量,以最大等效应力和质量作为目标函数建立箱型截面参数优化的数学模型;借助有限元分析软件Ansys Workbench中的DesignXplorer模块对其进行优化,确定截面参数的最优取值;依据计算结果分析参数敏感性及其最佳尺寸配比。基于有限元分析的几何参数优化在不增加质量的前提下改善了箱型结构的受力状况,为合理设计支架的详细结构提供了参考依据。     

基于功能表面的概念设计产品模型研究

为解决功能向结构映射存在的多解性、不确定性等问题，引入功能表面作为功能到结构映射的媒介。在描述功能表面和产品功能模型的基础上，构建了一种机械产品概念设计产品模型（功能-功能表面-结构），实现了功能到结构的稳定映射关系。该模型可用于开发计算机辅助设计工具来支持机械产品概念设计过程，实例验证了该产品模型的有效性。     

基于ABAQUS的二维金属切削有限元分析

运用大型通用有限元分析软件ABAQUS对金属切削加工过程进行非线性弹塑性有限元分析,讨论了切削模拟过程中切削力、应力场、应变的变化情况,验证了通过剪切失效和单元删除模型实现切屑分离符合切削理论。     

高端液压支架智能焊接车间信息化建设探讨

为提高高端液压支架的焊接质量,改善工人的作业环境,笔者提出建立具有国内外领先技术水平的高端液压支架智能焊接车间,并着重对其车间信息化建设进行了探讨。通过采用"分散控制、集中监视"的控制模式,建立集合车间和工厂信息的网络数据库,实现车间设备按照工厂管理程序自动化运行;工厂管理层对车间设备运行的实时监控,从而达到整个车间的信息化管理。     

煤炭科学开采新理念与技术变革研究

煤炭产业作为我国重要的传统能源支柱产业,在经济发展新常态下也必将发生重大变化,以智能、安全、绿色为特征的科学开采成为趋势。本文基于煤炭科学开采新理念,提出了煤炭技术变革战略路线,论述了2016—2030年不同阶段、不同层次的煤炭变革技术,包括升级与换代技术、拓展与变革技术、引领与探索技术,提出了不同阶段需要重点研发的理论与技术。     

煤炭革命新理念与煤炭科技发展构想

从重大科学发现对能源科技发展重大促进作用的视角,研究煤炭科技革命的科学基础与技术演进趋势,提出了煤炭开发利用一体化、矿井建设与地下空间利用一体化、煤基多元清洁能源协同开发和煤炭洁净低碳高效利用四大煤炭革命理念;提出了近零生态损害的科学开采、近零排放的清洁低碳利用、矿井建设与地下空间一体化利用、深部原位流态化开采四大领域的全产业链煤炭技术革命路线图。结合我国煤炭开发利用的现状、资源空间分布以及能源结构随时间的变化规律,提出了煤炭革命3.0,4.0和5.0三个发展阶段构想,给出了每个阶段的战略目标;系统阐述了不同阶段实现目标需要突破的重大理论和前沿技术,形成了我国未来30年煤炭革命的技术路线及战略蓝图。