环境友好型全水压冲击凿岩机动力学 建模与数值仿真

介绍了以普通水作为传动、支撑推进、排屑和润滑介质的环境友好型全水压凿岩机;建立了以弹性杆、弹簧为基本单元的冲击凿岩机 波动力学模型;对YST–25全水压凿岩机进行了动态数值仿真与分析。研究结果表明：活塞最大压应力为102 MPa,最大拉应力为28 MPa,满足 了强度设计要求;钎杆中的应力比活塞的大;尽量减小活塞的截面积变化有利于延长活塞寿命;为了保证凿岩速度和能量传递效率,YST–25凿 岩机宜于在中硬到硬岩中钻进。这为环境友好型全水压冲击凿岩机的改进设计和效能评估提供了依据。     

冲击凿岩机动力学融合设计

通过对冲击凿岩典型系统的波动力学分析,提出了反映冲击凿岩机具波动力学和结构特征的参数α,继而确定冲击凿岩机具的动力学特征参数α和运动学特征参数τ,实现了活塞弹性动力学与刚体运动学的融合,为冲击凿岩机具的概念设计提供了较完整的方法。图2,参9。     

套阀型液压凿岩机冲击机构结构设计与实验

摘要：以冲击能、冲击频率为设计目标,基于三段分析法设计并计算冲击活塞的结构尺寸、运动参数;依据应力波法,搭建冲击性能测试系统,通过现场测试获得冲击频率,并通过能量计算公式获得冲击能,两者的实测值与设计值基本一致,这为套阀型液压凿岩机的冲击机构结构设计提供了理论指导.     

液压凿岩机推进系统建模与控制及仿真研究

根据液压凿岩机冲击凿岩原理,确定了其工作时推进力的计算方法,在分析了液压凿岩机推进系统电液控制原理的基础上,提出了基于高速开关电磁阀控制的推进机构控制系统新方案.通过对该系统进行数学建模与控制策略分析,引入了模糊PID控制方法,并对其进行了严格的理论推导.通过计算机的仿真实验,论证了液压凿岩机电液推进控制系统在模糊PID控制器的作用下,能够很好地跟踪目标输出,为液压凿岩机推进系统的工程应用提供了理论依据.     

冲击凿岩数学模型及活塞失效分析

应用应力波理论，建立了冲击凿岩的理论模型，并应用该模型对活塞的受力及失效形式进行了分析，找出了活塞失效的真正原因，提出了活塞选材的判据。     

液压凿岩机的计算机辅助设计

本文运用计算机模拟方法,得出了园柱阀液压凿岩机的优化工况。为设计新产品提供了选择参数的依据;同时把活塞及阀的运动过程直观地表现在屏幕上,收到了较好的动画效果。     

冲击式采煤机液压冲击系统动态特性分析

介绍了冲击式采煤机及其液压冲击系统，利用功率键合图建立了数学模型，并根据采煤机具体参数了仿真，得到了刀架运动规律及油液压力变化规律，结果基本符合实际，可作为设计的参考依据。     

液压系统中液压冲击产生的原因及预防措施

介绍了管路中流动的液体因液流速度突变、运动部件被制动或换向引起的液压冲击,分析了产生液压冲击的原因及危害,提出了预防液压冲击的措施,对提高液压系统工作的可靠性和稳定性提供了理论依据。     

液压凿岩机双缓冲系统性能参数优化设计

针对以往分析凿岩机入射应力波为定值的情况,基于应力波在不同介质中传递原理,计算经过多次透射和反射到达缓冲活塞的应力波大小,并运用傅里叶级数推导入射应力波模型.采用应变片实验法测试入射应力波波形,依据实验结果对入射应力波模型进行修正.基于牛顿力学理论,构建双缓冲系统的蓄能器等效刚柔耦合模型和双缓冲机构模型.借助Matlab工具,分析缓冲活塞运动规律以及一、二级缓冲腔压力变化规律.采用多目标优化方法对双缓冲系统的性能参数进行优化,获得双缓冲系统性能参数的最优参量：缓冲流量8.5 L·min-1、环形间隙0.017 mm、蓄能器初始充气压力2.3 MPa以及工作压力7.6 MPa.     

冲击凿岩机具设计与岩石动力破碎特性

本文结合作者和国内外对岩石动力破碎特所作的一些研究、阐述了冲击式凿岩机具的设计和选型时所必须考虑的一些岩石方面的因素，并指出：在大力加强岩石破碎力学性质研究的同时，必须努力促进该领域基础性研究成果向凿岩机具产品设计方面的转化。     

液压凿岩机的自动防卡钎控制方案

根据对液压凿岩卡钎机理的分析,针对3种不同的卡钎现象,在采用 "绝对变化量"控制条件的基础上,应用计算机技术,提出推进力、回转扭矩的"变化率"控制条件,更准确地对可能出现的卡钎种类进行判定,实现"二路反馈三级防卡"的"主动预防"和"被动防卡"的设想.提出"开关式"和"无级调节式"两种处理方案,防卡钎的同时兼顾钻孔效率.     

基于SimHydraulics的水力凿岩机冲击系统动态仿真

以自行研发的后控式SYYG65型水力凿岩机冲击系统为研究对象,在Matlab中应用SimHydraulics工具箱,建立水力凿岩机冲击系统动态仿真模型,实现流体/机械的混合仿真.建模过程不考虑系统运行状态的转换,简单有效地实现了活塞和阀芯在水压力作用下的耦合计算.在泵供水流量为120 L/min,减压阀卸荷压力为16 MPa时,对系统进行仿真计算,获得了在此条件下冲击机构运动与活塞前后腔压力变化典型曲线,并与实测结果进行比较.同时,运用这一动态仿真模型对蓄能器参数进行优化计算.研究结果表明:在有效容积为0.24～0.27 L和充气压力为5.00～5.75 MPa的最优工作参数下,SYYG65型水力凿岩机冲击系统能量利用率有显著提高.该SimHydraulics仿真模型对水力凿岩机冲击系统参数设计和优化匹配研究是有效的.     

岩石钻掘过程中的钻头温度分析

为深入研究钻头钻掘岩石过程中的温度变化规律,通过对钻头钻掘岩石的传热过程分析,建立描述钻头在钻掘岩石过程中温度变化的微分方程组,归纳影响钻头温度变化的各种影响因素。在对钻头钻掘岩石过程进行热功转换分析的基础上,给出钻头温度的解析计算方法,并结合钻头切削面温度解析计算式,给出钻头温度的解析方程。研究结果表明:钻头在钻掘岩石过程中的温度受几何条件、热物性质、钻掘参数等因素影响;在其他条件一定的情况下,钻头平均温度升高与钻头推进速度v的平方根成正比。     

液压系统建模分析的Petri网描述

摘要：针对复杂的液压系统难于直接分析的特点,探讨了运用Petri网理论进行液压系统建模分析的一般步骤,并通过实例分析,证实了Petri网对液压系统进行建模分析的可行性．该方法简单易行,提高了复杂液压系统的分析效率．     

柱坐标系下修正弹性应力波理论及数值分析

指出了传统的波动理论存在的一些局限性和不足。给出了修正弹性应力波理论的建立推导过程。完成了波动方程从张量状态到柱坐标系下的转换过程,得到了柱坐标系下的波动方程。建立了波动变量在加载面上与载荷及速度的关系,应力波在自由面上发生反射时边界条件对波动变量的影响。通过使用Matlab编程计算了应力波在几何模型为z方向无限长的空心圆柱结构中的传播过程以及应力波在遇到边界时的反射情况。计算结果显示了应力波随时间在结构中的传播方式,应力波在加载面上会产生2个波,即体积波和形变波,遇到边界后会反射出2个波。同时体积波和形变波的第一部分复合在一起形成一个复合脉冲以相同的波速运动。     

变截面柔性杆撞击动力学子结构法研究

采用固定界面模态综合子结构法对柔性体的撞击问题进行研究.首先提出研究的力学模型,将模型子结构离散化,导出撞击时多自由度高度非线性的动力学方程,运用无条件稳定的直接积分法(Newmark法)对动力学方程进行求解,得到了变截面柔性杆撞击力的时间历程和其他动力响应.通过重点研究柔性体子结构单元离散的划分与其物理参数之间的关系对计算结果的影响,得到了变截面柔性杆子结构离散的基本准则.此外,首次实现了对柔性体中瞬态应力波和速度波传播过程的刻画,可以显示撞击瞬态波多个波阵面传播.研究结果表明子结构法能够完整地描述变截面柔性体的撞击过程和分析撞击瞬态波传播机理,可以更广泛地应用于其他实际柔性机械系统撞击动力学问题的研究.     

液压系统建模和仿真技术现状及发展趋势

建模和仿真技术是液压系统的关键技术．根据当前国内外液压系统建模和仿真技术的研究与应用成果,综合归纳了目前液压系统建模和仿真技术研究现状,指出了目前主要建模方法有解析建模法、传递函数建模法、功率键合图建模法、液压大系统建模法和面向对象技术建模法等,并介绍了液压建模及仿真技术的发展趋势。     

冲击作用下水力驱动装置流固耦合动力学

研究反应堆控制棒水力驱动装置在冲击作用下的流固耦合动力学问题。针对系统受向上和向下冲击两种情况,以及系统不同的设计参数,采用商用软件MSC.DYTRAN计算了系统计算模型的动力学响应。计算结果表明水力驱动装置在冲击载荷下的响应与冲击方向、步进缸水柱长短有关。向下冲击比向上冲击使系统产生更大的响应;在同样的冲击下,步进缸水柱越长响应幅值越大。此分析结果可用来评估系统的抗冲击能力。