基于蚁群算法的振动筛参数优化设计

目的 为研究振动筛的筛分参数对振动筛筛分效率的影响以及筛分颗粒在筛分过程中的运动规律,对振动筛进行参数优化设计。方法 首先建立振动筛的三维模型,使用离散元分析软件EDEM对振动筛的筛分过程进行模拟仿真并使用正交试验法设计了多组振动筛筛分试验,通过离散单元法分析了振动筛的振幅、振动频率和振动方向角三个运动学参数对筛分效率的影响。对正交试验结果进行多元非线性拟合,在拟合函数的基础上使用蚁群算法寻找最佳筛分效率对应的振动参数值。结果 振动频率增大会导致颗粒在筛箱中跳动次数过大,颗粒一直处于跳起状态,颗粒通过筛孔的概率降低,使筛分效率下降。振频对筛分效率的影响与振幅相似,随着振频的增大,筛面抖动加剧,对颗粒的作用力增大,颗粒在空中的时间增加,导致颗粒进入筛孔的机率减小,筛分效率下降。振动方向角增大时,筛分效率呈先增后减趋势,方向角过小时,颗粒朝几乎平行于筛网的方向弹出,与筛网总接触时间减小,透过筛孔的砂粒减小,方向角过大时,颗粒垂直于筛面弹出,筛分速度变慢,颗粒容易在筛面上堆积,可透过筛孔的颗粒在筛分过程中与筛面接触的机会减小,最终透过筛孔的颗粒减少,筛分效率下降。结论 当振幅为2 mm,振频...     

逆循环椭圆力激振钻井液振动筛的筛分过程

通过理论推导及典型工况下筛网动力特性和颗粒运动轨迹的计算,研究逆循环椭圆力激振钻井液振动筛的筛分过程.研究结果表明:水平筛网垂直方向加速度明显大于-9.8 m/s2并处于上行阶段才容易产生液体透筛流动;筛网垂直方向加速度越大,液体透筛速度越大;一个振动周期包括液体透筛段、颗粒抛掷段和过渡段,加速度椭圆上部对应于筛网上行的区段为主要的液体透筛区;激振力幅相同时,逆循环椭圆筛液体透筛速度较大;逆循环激振时颗粒向后抛掷明显,向前输运速度小于正循环激振工况,颗粒在筛面上停留时间长;颗粒向后抛掷能够诱导颗粒团聚,减少颗粒透筛,并将许多嵌入筛孔的颗粒带出,可保持高的筛网开孔率,使外排钻屑干度大.现场应用表明,逆循环椭圆力激振的筛分效果明显优于正循环激振工况,与理论研究一致.     

YKR型振动筛筛体运动及物料透筛概率分析

利用Simulink仿真模块建立振动筛的仿真模型,得到其筛体质心及入料端、排料端的运动轨迹,然后根据筛体不同位置处垂直方向的振幅得到物料颗粒在筛面的跳动次数,最后由颗粒的透筛概率及其在筛面上的跳动次数计算不同粒级物料在入料端、质心和排料端的透筛概率。结果表明,筛体各处不同的运动轨迹使物料在筛面上运动时,从入料端到排料端,垂直方向的速度增大,水平方向的速度减小;排料端的物料透筛概率比入料端的物料透筛概率高,质心处相对粒度为0.3~0.5的物料透筛概率最高;物料运动轨迹及透筛概率的不同使得筛分过程中沿筛长方向不同位置处可得到不同粒度级的筛分产品。     

双频振动筛分原理

为了提高筛分效率和生产率,提出了双频振动筛分方案,建立了双频振动筛分的力学模型,对筛分过程进行了仿真计算,分析了筛面上各点的运动轨迹,研制了试验样机,进行了参数匹配的试验,并与单频振动时进行了对比试验。理论分析和试验表明:双频振动的主要参数是频率比、振幅比和双频间的相位角;较佳的参数组合是:低频频率为32 Hz,频率比为1∶3,低频振幅为2.5mm,振幅比为3∶1,初始相位差为90°。     

自定中心振动筛的自定中心原理研究

筛箱各点运动轨迹为圆的振动筛工作时,激振轴上存在唯一的瞬时速度中心线,而且瞬心线的位置不变。瞬心线位于激振轴中心线与偏心块质心之间,该线到激振轴中心线的距线等于振动筛的振幅。只要胶带轮的几何中心安装于瞬心线上,胶带轮就只作定轴转动,不随筛箱振动。     

沥青搅拌设备振动筛防堵模型与试验研究

沥青混合料搅拌设备振动筛的筛分效率决定了混合料生产级配的稳定性,堵筛会使筛分效率发生变化。为了研究堵筛问题,通过对振动筛的结构、工作机理和运动特性分析,建立了振动筛的运动学模型,确定了振动参数与偏心块质量、振动筛质量、当量转动半径等参数之间关系;通过对堵筛条件下颗粒的运动特性和动力学分析,分别建立了刚性筛网和弹性筛网的力学模型,分析了振动筛的动力学参数、材料的物理特性、筛孔尺寸和筛网刚度等参数对堵筛的影响。实验结果表明,对5 mm×5 mm的刚性筛网方孔筛,在常规设计的振动筛频率16 Hz和振幅5 mm下堵筛率较大(大于10%),堵筛颗粒的逃逸能力较低。因此,当筛孔尺寸小于6mm时,需要提高振动强度改善堵筛率;为了避免提高振动参数增加技术难度或影响设备结构强度,采用刚度小的弹性筛网是最佳解决方案。     

用虚拟样机技术分析双质体振动在筛分设备中的应用

文中通过采用虚拟样机技术中ADAMS软件建立双质体振动筛模型,并对模型进行分析,结合对自制振动筛的试验结果,验证了上下质体的振动参数存在差异的特点和规律,改进了振动筛筛网的安装结构,将筛网的两端分别连接在上下质体上,使得筛网做复合运动,从而提高了筛分效率.     

基于系统动力学与颗粒动力学耦合的振动筛动态特性分析

为揭示振动筛振动与物料颗粒运动的相互作用，了解振动参数对系统动态特性的影响，建立了振动筛系统动力学与颗粒动力学的耦合分析模型，实现了振动筛系统筛分过程的实时双向耦合仿真，有效提高了仿真模型的精度。根据振动筛分试验计算出筛分产品的实际产率，得到了稳定状态下各层筛网上的颗粒分布情况。相较于未耦合模型，考虑振动筛与颗粒动力学耦合的模型能获得更为精确的受力分析，且计及了筛体对物料的抛掷作用，避免了传统仿真中各层筛面的颗粒堆积，与实际筛分情况更相符。同时，分析也表明物料最大冲击力不随筛网层数的下移而降低。文中最后研究了物料冲击力随振动筛主要参数的变化规律，发现：物料冲击力的大小随筛面面积呈同方向改变，筛网长度的变化会造成物料驻留时间的变化，从而影响冲击力；物料冲击力的大小随筛面倾角的增大而减小；当振动方向角在57°～90°范围内变化时，冲击力呈倒V字型变化。文中研究结果为振动筛的减振降噪动态优化设计提供了理论指导。     

2D阀控电液激振器偏置控制的特性分析

为实现对液压缸活塞杆振动中心平衡位置偏置量的精确控制,提出2D阀与电液数字阀并联机构的新方案.在产生相同流量平均值的条件下,将并联机构等效为正开口滑阀,求解出振动中心的平衡位置,然后将并联数字阀等效为恒定负载,推导出偏置控制下振动波形的解析解.在5～200Hz范围内进行振动疲劳试验,试验结果表明:当2D阀阀开口一定时,并联数字阀阀口与活塞杆振动中心平衡位置点成线性关系,但偏置量不会大于最大振幅,振动波形类似正弦波;当并联数字阀阀口一定时,随2D阀阀口面积系数的增大,偏置的平衡位置点减小,振动的最大位置点呈先减小再增大的规律;当振动频率为200Hz、并联数字阀开口面积占最大并联阀阀口面积的25%时,振动的最大位置点在2D阀阀口面积的20%处最小.这一并联机构不仅能提高频响,保证电液激振器工作频率和激振幅值的分别控制,而且能够实现偏载量的独立、精确控制.     

加速度传感器的振动筛螺栓松动故障诊断系统

针对GLS10型直线振动筛弹簧紧固螺栓松动故障,结合软件LABVIEW和NIUSB-6363数据采集卡,构建一种基于加速度传感器的振动筛螺栓松动故障诊断系统。通过拧松固定螺栓个数的方法,模拟振动筛弹簧悬臂梁固定端松动故障。结果表明：当振动筛悬梁臂固定端松动时,其最大振幅明显减小,其幅度为原先幅值的53%,可以有效判断故障类型;当故障类型相同、故障程度不同时,分析得到的加速度信号图谱互不相同,且振幅差异明显,可根据振幅的阈值来判断螺栓松动的故障程度。     

板坯连铸结晶器数值模拟

运用Fluent 6.3对板坯连铸结晶器进行数值计算,研究拉速、水口浸入深度及水口开口角度对流场的影响.结果表明:对于断面1400 mm×230 mm结晶器,随拉速增加,液面最大水平和垂直流速均增加,而窄边冲击点的位置基本不变,随距液面距离增加,窄边速度先增加后减小,直至趋向于零;当拉速超过1.2 m.min-1时,液面水平速度增加明显.随水口浸入深度增加,液面最大水平流速减小,浸入深度超过140 mm时,最大水平流速变化不明显;垂直于液面方向的最大速度逐渐增加;对窄边冲击点影响较小.随水口开口向下角度增加,液面最大水平流速减小后增加,水口开口向下12.5°时液面最大水平流速最小,而水口开口向下10°～12.5°时窄边冲击点速度最小.     

西安地铁盾构下穿高铁路基沉降及变形分析

为研究黄土地区盾构隧道下穿高铁路基响应规律,依托西安地铁一号线下穿某高铁线实际工程,基于沉降理论估算了双线隧道施工引起上方路基沉降量,建立了区间隧道下穿既有高铁路基数值模型,分析了不同桩底与隧道净距下道床、路基、水泥粉煤灰碎石(cement fly-ash gravel, CFG)桩竖向沉降与CFG桩受力响应规律。结果表明：CFG桩轴力、道床、路基竖向沉降变形随桩底与隧道净距逐渐增大而增大,施工至隧道正上方时达到最大,平行于掘进方向随与隧道水平距离增加,沉降逐渐减小,沿盾构施工方向沉降逐渐增大,道床与路基结构产生倾斜但垂直倾斜高度均不超过2 mm; CFG桩最大轴力集中于两侧单桩,而隧道正上方范围内CFG所受轴力较小,在桩底与隧道距离为3.235 m与5 m工况下,CFG桩所受轴力值分别达到最小和最大,褥垫层以内的CFG桩未出现受压破坏。     

基坑爆破施工对邻近建筑物的动力响应研究

以深圳地铁某车站基坑开挖遇硬岩爆破施工为工程背景,分析了基坑爆破开挖对邻近建筑物的震动加速度及速度响应规律。结果表明:爆破施工引起会引起邻近建筑物的震动,建筑物的最大震动响应出现在炸药爆破过程中,随后逐步衰减致稳定。震动沿建筑物各个方向的响应增长或衰减情况有所差异,震动响应随着程高增加而增大,随着水平X方向距离和水平Y方向距离增加而减小;且水平Y方向响应衰减程度大于水平X方向;该建筑物各个监测点的震动速度均在工程安全规定范围内,在车站基坑爆破过程中处于安全状态。     

基于Unitire侧向力模型的汽车操纵稳定性的建模和仿真*

为了进行汽车操纵稳定性建模和仿真,总结了非线性和线性Uni Ttire侧向力模型。基于平面假设,建立了考虑轮胎非线性和线性的汽车操纵稳定性二自由度模型,提出了基于线性和非线性Uni Ttire侧向力模型的操纵稳定性仿真算法。在常用车速60 km/h下,对某轿车操纵稳定性进行了仿真,获得了横摆角速度、质心侧偏角和侧向加速度的时间历程。研究结果表明,基于线性和非线性Uni Ttire侧向力模型仿真的横摆角速度、质心侧偏角和侧向加速度是不同的,研究汽车操纵稳定性应关注轮胎的非线性。     

爆破漏斗鼓包运动模型的构建及验证

为研究爆破漏斗鼓包运动规律,采用动量守恒定律对鼓包运动速度进行理论分析,并通过爆破漏斗模型试验、高速摄影系统、数值分析开展试验研究.研究结果表明,将鼓包运动岩体划分为若干单元,运用动量守恒定理推导出爆破漏斗鼓包速度服从指数模型,整个过程做变速运动;通过高速摄影对爆破漏斗鼓包运动进行记录分析,图像表明鼓包运动过程中,自由面裂隙向四周扩散,使自由面岩体破碎并呈规则的扇形状;在爆生气体推动下,岩体进一步的抬升与破裂,炮孔中心质点做变加速运动;不同时刻下,随自由面炮孔中心为原点的坐标距离增加,鼓包运动呈指数递减,当自由面鼓包完全破裂后,破碎岩体以最大速度做抛掷运动,当抛射角度与水平成45°时,达到最远抛距.      

2.5维有限元分析高铁荷载诱发非饱和土地面振动

开发一种非饱和地基2.5维有限单元方法研究高速列车荷载引起的地面振动.对时间进行Fourier变换并沿轨道方向进行波数变换将三维空间问题降为二维平面问题,结合边界条件和Galerkin法推导控制方程2.5维有限元格式.轨道结构视为非饱和地基上的Euler梁,所得频域-波数域内解答通过快速Fourier逆变换得到三维时域-空间域内结果.分析了车速和路基液体饱和度对地面振动及超静孔隙水压力的影响.结果表明,路基从完全饱和转为近饱和状态轨道中心处地面振动位移幅值变化显著;非饱和路基地面振动位移随时间衰减更快.距轨道中心8 m远处,同一速度下饱和路基路面振动持时大于非饱和路基;车速提高非饱和土振动持续时间变短,而饱和土地面振动持时变长.近轨道处200 km·h~(-1)下地面振动位移幅值大于其他速度且均以相当速率快速衰减;地面振动加速度级在某些车速下的衰减会出现反弹增大现象,其位置与车速密切相关.轨道中心处超静孔隙水压力主要分布在地表下4.5 m内,最大幅值出现在1.5～2.0 m深,且随路基饱和度降低显著减小.     

花样滑冰点冰跳跃动作的运动学研究

采用艾立尔系统和三维DLT方法,对中国杯大奖赛上我国运动员及世界优秀选手的点冰跳动作进行了定点三维测试,比较分析了他们在完成同样跳跃动作时的人体重心垂直方向位移-时间和速度-时间等的相关参数,并对我国运动员提出了增加起跳的水平速度的建议,为预测和展望新难度动作提供参考.     

隧道下穿民房爆破振动效应监测

依托右线隧道穿过民房正下方的福建省厦门市石堀山隧道工程,在民房第一、二层墙角处各布置一台自动化爆破振动仪,对爆破开挖引起的振动进行长期监测.结果表明:爆破振速整体上随着测点与掌子面距离的减小而增大;在三向振速中,垂向振速不一定总是最大,但主频小于30 Hz,垂向振速占比最多;分析时应综合振速与主频,选择优势分向振速,或根据建筑物固有频率,选择接近的主频对应的分向振速;当测点与掌子面距离为10~50 m时,爆破振度显著放大,而主频有一定的衰减,径向和垂向主频衰减至与房屋固有频率接近;当测点与掌子面距离为50 m内时,随着掌子面远离测点,振速影响系数C_v先增大后减小,主频影响系数C_f先减小后增大;空洞影响垂向最大,径向次之,切向最小;C_v最大值为3.4,C_f最小值为0.35.     

江苏省优秀网球运动员双手反拍击球实证研究

采用高速摄像技术,对江苏省优秀男子网球运动员张择、公茂鑫双手反拍击球动作进行三维运动影像解析,横向和纵向比较位置、速度、角度、角速度、加速度等运动学参数,探究双反击球技术的规律性,了解网球双手反拍击球正确技术动作的各关节角度的大小变化,为网球教师及教练员提供教学与训练的理论依据。