浅埋厚煤层条带充填保水开采分析研究

我国西北地区浅埋厚煤层开采对地表及潜水层造成严重破坏,而充填开采是减小地表破坏以及实现保水开采的有效途径。为研究浅埋厚煤层条带充填保水开采的安全性,以哈拉沟煤矿为研究对象,建立了“边界煤柱+条带充填体+覆岩”的力学模型,采用相似试验与现场实测相结合的方法,在周期来压步距、地表下沉及台阶裂缝等方面进行对比分析,得出了较为准确的基岩裂缝角及直接顶初次垮落步距,并通过对隔水层的稳定性分析,确定了条带充填开采的充填宽度为38 m,充填间隔为16 m。根据土工试验得到黄土层的相关力学参数,确定了下行裂缝的发育深度。结果表明:条带充填开采引起的下行裂缝未影响到主关键层,有效隔水岩组厚度满足相关规程要求,可实现安全保水开采。     

机电液系统转速波动分量Vold-Kalman时变滤波提取方法

机电液系统的转速波动信号蕴含着丰富的系统运行状态信息,从该转速波动信号中通常可以观测到多个波动源的耦合现象。针对磁电式转速传感器输出的方波信号中转速波动分量的特征提取问题,提出了基于Vold-Kalman时变滤波的转速波动分量提取方法。首先利用采样点计数测速算法获得变转速泵控液压马达系统的瞬时转速信号;其次,结合短时傅立叶变换和二值细化处理得到的瞬时频率估计曲线作为中心频率,构造了基于转速波动信号特征模型的结构方程和数据方程;最后通过最小二乘滤波和PCG法求解,实现了转速波动分量时域波形的提取。实验结果表明:该方法能有效地提取变转速泵控马达系统中由柱塞马达输出轴转频及减速箱输出轴转频引起的转速波动,为机电液系统的状态监测和运行可靠性分析提供了新方法。     

双履带机器人电液行走控制系统建模与仿真

根据光伏板清扫机器人作业工况特点,提出了一种全液压履带式双阀控双马达驱动系统方案。为满足机器人直线行驶需求,提出双通道等同式交叉耦合同步控制策略,并建立阀控双马达同步控制系统数学模型。利用仿真工具Simulink对原设计系统模型和PID矫正后系统的动态特性性能进行仿真分析。仿真结果表明:校正后系统响应速度和稳定精度得到改善,经校正后,该系统能较好地满足清扫机器人工况要求。     

数字液压缸联合仿真与试验研究

以航天器转运平台使用的数字液压缸为研究对象,根据其结构特点和内部闭环控制原理,利用三维建模软件和ADAMS软件建立其多体动力学模型,利用AMESim软件建立其液压模型,并通过软件接口将液压模型集成到ADAMS环境中,从而实现了联合仿真。利用仿真模型,重点研究了数字液压缸的定位精度,并通过试验验证了模型的准确性。根据仿真及试验提出了通过调整输入脉冲量提高精度的方法,可以满足转运平台工作时的精度要求。同时还通过仿真发现,供油压力波动会导致活塞杆运行时的抖动,增大定位误差。     

微细铣削中刀具侧刃磨损试验研究

随着科学技术的发展,微小零件广泛应用于各个领域,而微细铣削技术变得越来越重要。在微细铣削中,对刀具磨损的研究占有重要地位。采用直径1 mm的TiAlN涂层平头铣刀,针对微细铣削黄铜H59时的刀具侧刃磨损进行试验研究。发现随着铣削长度的增加,侧刃磨损量呈上升趋势。切削长度为200 m时,两组试验的磨损带宽度变化由快变慢,出现变化临界点。对刀具磨损形式与机制进行分析,发现刀具出现涂层脱落、刀尖钝圆半径变大和微崩刃现象,分析其发生机制为磨粒磨损与粘结磨损。以侧刃后刀面磨损带宽度为试验指标进行正交试验,研究铣削参数对刀具侧刃后刀面磨损的影响主次顺序及最优参数组合。结果表明:每齿进给量、轴向切深、主轴转速和径向切深对刀具磨损的影响依次减少;试验所得最优参数组合为f_z=2μm/齿,a_p=0.3 mm,n=60 000 r/min,a_e=0.15 mm。     

Seam-tracking based on dynamic trajectory planning for a mobile welding robot

A new seam-tracking method based on dynamic trajectory planning for a mobile welding robot is proposed in order to improve the response lag of the mobile robot and the high frequency oscillation in seam-tracking. By using a front-placed laser-based vision sensor to dynamically extract the location of the weld seam in front of torch, the trend and direction of the weld line is roughly obtained. The robot system autonomously and dynamically performs trajectory planning based on the isometric approximation model. Arc sensor technology is applied to detect the offset during welding process in real time. The dynamic compensation of the weld path is done in combination with the control of the mobile robot and the executive body installed on it. Simulated and experimental results demonstrate that the method effectively increases the stability of welding speed and smoothness of the weld track, and hence the weld formation in curves and corners is improved.     

二十辊轧机轧制过程有限元分析

针对二十辊轧机轧制过程中工作辊和轧件的复杂变化过程,基于有限元分析软件（Workbench）建立了工作辊和轧件的有限元模型;通过分析二十辊轧机轧辊间的几何位置关系,得到了工作辊压下量与支撑辊偏心角度之间的关系;采用结构动力学方程的瞬态算法对轧制过程进行了模拟计算,得到了轧辊、轧件的应力、应变情况以及轧制力曲线,并对轧制过程中工作辊和轧件的特性变化过程进行了分析。     

中间包优化对板坯连铸钢水洁净度的影响分析

根据已有的中间包,按照总容积不变,增加钢水进入区(V1)钢水容量的思路设计了4种中间包方案。应用水力学模拟的方式对包含已有中间包在内的5个中间包进行流场模拟,由于钢水进入区容量的增加,水口处的响应时间延长,平均停留时间增加,死区体积下降。综合比较,方案4为最佳中间包设计方案。浇注试验证明,V1体积的增加,可降低钢水耐材的冲击和侵蚀作用,有利于钢水中的夹杂物上浮。4试验方案夹杂物总数减少,大颗粒夹杂物数量显著降低,浇注结束后钢水纯净度有所提高,表现最优。     

金属陶瓷及硬质合金表面CVD/PVD涂层的摩擦与切削性能

为研究涂层沉积方式对金属陶瓷和硬质合金性能的影响,采用粉末冶金技术制备了Ti(C,N)基金属陶瓷和YT15硬质合金,在基体表面先后采用CVD和PVD制备涂层。采用SEM、EDS等手段对涂层的微观组织和元素含量进行分析,并对涂层试样进行划痕、摩擦因数、切削性能检测。结果表明,通过复合CVD+PVD工艺,CVD涂层和PVD涂层结合良好。不论是金属陶瓷还是硬质合金,CVD涂层的膜基结合力和摩擦因数均为最大,PVD涂层最小,复合CVD+PVD涂层介于两者之间。对于金属陶瓷和硬质合金而言,复合CVD+PVD涂层的切削性能最好,CVD涂层最差,PVD涂层介于两者之间。切削过程中的磨损机理主要是氧化磨损和磨粒磨损。     

激光切割热影响区的分析

为确定不同厚度钢产品的激光切割热影响区的具体数值,在大量试验的基础上,采用硬度检测和金相组织分析方法,研究总结出了热影响区的变化规律,结果表明,对于同一种材料来说,被切割材料厚度对热影响区有显著影响,随着厚度的增大,热影响区随之增加。结合本试验结果,提出了GB/T 2975的修订建议,将激光切割方法作为资料性附录首次写入标准,按照标准中推荐保留的加工余量,可去除激光切割产生的热影响区。