基于FLUENT的综掘面风幕集尘除尘系统结构研究

针对目前井下综掘面防治粉尘难的问题,研发了一种新型风幕集尘除尘系统,经过模拟论证系统可以达到良好的除尘效果。为了使系统内部结构更好地匹配,现对风幕集尘除尘系统中的除尘风筒结构进行改造,并应用计算流体力学Fluent软件对改造前后两种不同的系统模型进行数值模拟。模拟结果说明了除尘风筒横断面为圆形更利于系统除尘效果。     

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。     

新型非线性超低频水平隔振系统的研制

通过对正负刚度并联隔振机理的分析,研制了新型正倒摆并联非线性超低频水平隔振系统。其正摆具有正刚度特性,倒摆具有负刚度特性。通过分析,得出了系统在平衡位置处的零刚度条件,系统水平刚度随两个摆长之比和下端弹簧刚度而变化的关系。试验研究表明：该隔振系统的固有频率由单一正摆时的1．75Hz降为0．5Hz,从而使其隔振频带加宽,隔振能力显著提高,而系统的结构保持较小尺寸。     

精密仪器用超低频非线性并联隔振系统研究

在分析了负刚度的形成机理基础上，设计研制了一种正负刚度并联的新型隔振系统。隔振系统采用负刚度机构在平衡点某一领域内抵消了弹性元件的部分正刚度，使隔振系统刚度呈现非线性，从而使得隔振系统总刚度趋向于零。经过设计，隔振系统具有高的支撑刚度和很低的运动刚度。在隔振系统中，可通过调节负刚度机构两端的受力情况来降低其固有频率。大量实验结果表明，该隔振系统的固有频率从10Hz降到1Hz，从而使得其隔振频带加宽，隔振能力显著提高，达到了较好的设计效果。     

设计方法学在采煤机设计中的应用

阐述了设计方法学及运用设计方法学进行采煤机设计,实现技术创新的新思路。     

液压支架试验台中梁插拔销轴结构优化

液压支架试验台在进行压架试验时,中梁销轴受力工况恶劣,易出现断轴现象。采用在销轴孔内部增加锥角的方法,改善销孔与销轴配合边缘处出现应力集中的现象,并基于正交试验方法研究关键尺寸参数对销轴结构应力、应变、最大变形量的影响规律。结果表明,影响销轴受力的参数按重要程度排序依次为孔轴间缝隙、销轴孔边缘板厚、销轴孔壁厚、销轴孔锥角角度、销轴孔锥角长度。采用模糊分析方法对各参数进行优化分析,得到最优解集：孔轴间缝隙为2 mm、销轴孔边缘板厚为62mm、销轴孔壁厚为80 mm、销轴孔锥角角度为0.1°、销轴孔锥角长度为280 mm。仿真验证表明,优化方案对减小液压支架试验台中梁插拔销轴的最大应力、剪切应力和最大变形量效果明显,可有效提高中梁插拔销轴承载能力。     

自调角冷却风机叶片与驱动装置受力分析

提出一种新型工程机械发动机自动调角节能冷却风机的设计思路,阐述了以发动机冷却液温度控制自调角冷却风机叶片角度的原理,给出了以孤单翼理论和等环量设计计算的冷却风机设计尺寸。应用等环量计算法,对风机叶片进行强度校核,以5°为变化幅度改变安装角数据,计算叶片的受力变化,得到了驱动力随自调角冷却风机叶片角度的变化曲线,为驱动装置的设计和强度校核提供数据依据。     

直纹管扩径式吸能构件设计与吸能特性

为提高防冲支护设备的抗冲击性能,设计了一种直纹管扩径式吸能构件。采用数值模拟与实验相结合的研究方法。研究了吸能构件增大壁厚之后的力学性能及吸能效果。通过理论分析计算出吸能构件的平均载荷及吸收的能量,再通过实验验证。结果表明：在发生屈曲变形过程中,随着吸能构件壁厚的增加,吸能构件的支撑反力及吸收能量也随之增加,吸能构件在屈曲变形过程中具有稳定的扩径变形模式,是防冲支护领域中较为理想的吸能构件。     

电液伺服静动复合加载系统设计及控制优化

针对电液伺服静动复合加载机构静载和动载独立加载的特点,简化电液伺服静动复合加载系统为一输入一输出的五阶系统,建立了系统的数学模型。基于经典控制理论确定系统参数,并采用线性二次型最优控制理论以输出值精确跟综理想输入信号为性能指标,对系统的控制方法进行优化,获得最优状态调节器和前馈控制器。通过MATLAB/SIMULINK仿真及试验分别对最优控制理论应用前后系统的闭环频率特性及对正弦波和矩形波的跟踪能力进行对比分析,结果表明,应用最优控制理论的系统频宽更高,对动态信号的跟踪能力更好,控制精度提高明显。     

吸能型防冲立柱液体冲击问题研究

针对冲击作用下加入吸能构件后液压立柱的液体冲击问题,对扩径式构件在不同加载下的变形行为和特性进行分析,建立基于LuGre模型的吸能构件能量吸收模型。基于液体冲击定解问题的一般方程进行吸能构件及立柱系统顶板来压液体冲击理论和仿真分析,得到吸能构件对立柱内液体冲击的影响规律。结果表明:最大静摩擦力和库伦摩擦力对应吸能构件峰值承载力以及稳定变形阶段反作用力,鬃毛刚度和微观阻尼系数影响吸能构件弹性变形过度到塑性变形时的力-位移特性;随着扩径式构件的变形过程,吸能构件对立柱液体冲击的影响作用分为近似弹性、柔性让位吸能和刚性三个阶段。