挖掘机提升系统多自由度动力分析与计算

从系统论的思想出发,以提升系统的驱动力矩为广义力,运用动力学理论和拉格朗日方程法建立提升系统多自由度的弹性体、刚体混合系统的动力学模型;以堵转工况、斗杆垂直动臂并全伸出状态为计算条件,采用矩阵迭代法和编程计算提升系统的振动响应,计算出高速轴和提升钢丝绳的动载荷系数为1343和1374;计算并分析了堵转时间及不同土壤刚度因素对提升系统动载荷的影响关系曲线,得出了不同土壤刚度的动载荷系数.同时,为降低动载荷并保证设备安全工作,建议堵转时间不宜超过20s.     

履带起重机提升过程中臂架系统的动载荷计算

为了求提升过程中斜坡脉冲载荷作用下的弹性件动载荷,将履带起重机的臂架系统简化为两个自由度的线性振动模型;采用运动分析法建立了由振动引起弹性件变形的几何方程,运用能量法建立斜坡脉冲载荷的振动数学模型,并运用叠加法分别计算出斜坡脉冲载荷作用下的线性振动系统在最大加载的提升过程中弹性件的响应——位移、速度、加速度、动载荷及动载荷系数;针对影响动载荷的主要因素提出有效的控制方法,为保证设备平稳的工作提供了有效依据.     

螺纹联接动载荷强度计算公式的探讨

该文以柴油机的连杆螺栓联接(非标准件)为例,在微机上用动力有限元方法对螺栓各圈螺牙的载荷分布,螺栓的静、动应力分布进行了计算与研究。提出了较材料力学经验公式精确的既简单又实用的螺纹联接的动载荷强度计算公式。     

动载荷下边坡的失稳分析

根据公路和铁路承载结构以及载荷性质的不同，利用LUSAS有限元分别对两种动载的属性进行了分析，得出了两种载荷的位移、应力的时程曲线和应力变化轮廓，以及两种不同结构体的本征值与振动频率的关系，利用这些结果得出了两种动载荷的“有害频率”和“有害动载时间”．根据动载属性分析，结合实际事例，利用FLAC分别对这两种不同载荷对边坡的扰动情况进行了比较系统的数值分析．     

轴向动载荷下弹性直杆Liapunov稳定性的一个充分条件

由等温过程的功率原理并利用分离变量导出了直杆在轴向动载荷Ｐ（ｔ）作用下弹性动态屈曲模态的时间放大函数Ｔ（ｔ）的常微分方程Ｔ＋［λ２－λ１（Ｐ（ｔ）］Ｔ＝０．用Ｌｉａｐｕｎｏｖ第二方法分析了该常微分方程的稳定性，导出了一个稳定性的充分条件Ｐｍａｘ＜λ２／λ１；Ｐ（ｔ）≥０．这是一个基于动力准则的稳定性条件。     

基于时变刚度的齿轮系统动载荷及热弹流润滑分析

基于时变刚度,通过数值方法得到齿轮系统传动误差的动态响应和1个啮合周期内的动载荷分布,研究系统拍振和共振现象以及阻尼系数、转速对动载系数的影响。建立动载荷下的瞬态热弹流分析模型,分析啮合过程中的最大压力、油膜厚度以及动态闪温随时间变化规律,并与静态分析结果进行比较。研究结果表明:轮齿在啮入端及由单双齿转换处存在较大的动载荷,增加阻尼系数、避开共振区和拍振区都可以有效减小动载荷;啮入端是闪温最高和膜厚最小的部分,是胶合承载能力较低的区域。仿真结果为齿轮系统动情况下强度设计和胶合承载能力设计提供了依据。     

挖掘机与土壤回转联系系统振动计算

挖掘机挖掘土壤切削过程工作阻力，有使其产生连续振动的特性，由于土壤物理机械性质不财，使其产生振动具有随机性质；挖掘机工作装置的外载荷也具有随机性。在大多数情况下，可表示为定态随机时间函数，取于它的数学期望和相关函数，以及过程谱密度、互谱密度；应用这些有关理论，对“挖掘机与土壤”回转联系系统振动进行研究计算并提供方法。     

正齿轮传动的动载荷影响因素分析

本文用状态空间方法计算了各种单级和多级齿轮传动系统的动态特性,分析了齿轮参数和齿轮误差对传动系统动态性能的影响,并研究了多级齿轮传动系统中联接轴扭转刚度和各级齿轮啮合刚度相位排列对系统动态的影响,为高速齿轮设计提供了指导性的意见。     

轴向动载荷下弹性直杆Liapunov稳定性的一个充分条件

由等温过程的功率原理并利用分离变量法导出了直杆在轴向动载荷Ｐ（ｔ）作用下弹性动态屈曲模态的时间放大函数Ｔ（ｔ）的常微分方程Ｔ＋［λ２－λ１Ｐ（ｔ）］Ｔ＝０．用Ｌｉａｐｕｎｏｖ第二方法分析了该常微分方程的稳定性，导出了一个稳定性的充分条件Ｐｍａｘ＜λ２／λ１；Ｐ（ｔ）≥０．这是一个基于动力准则的稳定性条件。     

高校资源系统载荷探讨

为了合理分配高校教育资源,协调高校载荷与载能之间不相匹配的矛盾,对高校资源系统载荷进行了界定,探讨高校资源系统动载荷的性质与冲击载荷、承载能力的特性.以湖南科技大学为例,对高校资源系统的载荷进行了科学预测与计算.结果表明：高校资源系统载荷计算方案可以对高校系统载荷做出科学预测,从而为合理分配高校资源提供决策基础.     

大型斗轮挖掘机关键部件动态测试系统

介绍了目前国内最大的斗轮挖掘机3600m~3/h的研制和结构特点,根据国家“八五”重大技术装备科研攻关项目的要求,选择了测试工况,提出了斗轮臂动态性能测试系统、斗轮轴扭矩遥测系统和排土机的三角底架、平台环形梁及塔架的应力测试系统,并用于实际测试.     

矿井提升系统动态仿真及与井塔结构的耦合振动分析

基于动力学仿真软件ADAMS和有限元软件ANSYS,建立了井塔结构与提升系统的动力耦合模型。对煤矿提升系统的一个运行周期(加速、匀速、减速)进行了动态仿真,分析了提升设备的运行对井塔结构动力响应的影响。在加速阶段,井塔结构的振动响应有增大的趋势,匀速阶段响应逐渐趋于稳定,减速阶段振动响应逐渐衰减。总体上振动幅值不大,且较为均匀。软件仿真和现场测试的结果进行对比发现,其速度时程图变化是一致的。在得到一些测试数据验证的基础上,提供的耦合振动分析方法对于评价提升系统和井塔结构的振动水平有一定的参考价值。     

液压挖掘机中负荷传感系统的分析与计算

负荷传感系统因其节能、效率高和寿命长的显著优点在现代工程机械中获得了广泛的应用,特别是在液压挖掘机的液压动力控制系统中,往往较多地采用负荷传感系统,以达到节能和高效的目的,以WYL22液压挖掘机的液压系统为例,在对开环负荷传感系统（OLSS）和闭环负荷传感系统（CLSS）进行性能分析的基础上,对OLSS的喷嘴传感器关键尺寸参数提出相应的计算方法。     

挖掘机混合动力系统控制器设计

为了实现柴油机和电动机的动态协调控制,设计了挖掘机混合动力系统控制器.控制器由功率预处理模块、油门控制模块和工作模式识别模块构成.控制器的输入参数为液压泵扭矩、液压泵转速和蓄电池SOC,输出参数为柴油机油门开度.建立了基于MATLAB的混合动力系统控制器性能仿真模型.对挖掘工况和平整工况下的控制器性能进行了仿真分析.仿真结果表明：控制器能根据载荷变换实时调整电动机的工作状态,在整个工作过程中,柴油机的工作转速基本不变.     

挖掘机混合动力系统控制器设计

以减小柴油机转速波动为目标,设计了挖掘机混合动力系统控制器.该控制器以液压泵需求扭矩、液压泵转速和蓄电池SOC为输入参数,以柴油机转速、柴油机扭矩和电动机扭矩为输出参数.提出了基于模糊控制的柴油机油门开度控制方法.建立了基于MATLAB的混合动力系统控制器性能仿真模型.对挖掘工况和平整工况下的控制器性能进行了仿真分析.仿真结果表明：控制器能实现柴油机和电动机的协调控制;在整个工作过程中,柴油机的转速基本不变.     

考虑局部效应影响的大型斗轮挖掘机臂架的动力分析

对大型斗轮挖掘机臂架,通过考虑局部动力效应,推导了在地震荷载作用下结构单元的修正公式.计算结果表明,考虑局部动力效应,可以使计算结果更为精确.在进行大型复杂结构的动力响应分析时,考虑局部效应可获得较为精确的计算结果.     

起升动载激励下岸桥起升传动系统动态特性

为研究岸桥起升传动系统在起升复杂工况下的动态特性,建立了起升机构的动力学模型,模拟了传动系统所受的起升动载.考虑传动系统中齿轮副的时变啮合刚度和支撑刚度,建立了起升传动系统平移-扭转耦合的动力学模型,得到了电机从启动到匀速最后减速到停止的起升过程中传动系统各构件的振动响应,并对不同阶段的啮合力进行了频域分析.研究表明,传动系统各构件的扭转振动与起升动载有相同的变化趋势,且由于起升速度的变化,加速和减速阶段的啮合力频谱出现了边频带现象.     

一种适应性的动态负载平衡模型

为了改善分布式系统中负载分布不平衡对性能的影响,提出并实现了一个基于控制理论的时滞脉冲切换负载平衡模型.该模型根据节点资源的动态性建立了相关子系统.当节点状态发生改变时触发子系统的切换,并根据负载迁移规则对过量负载进行迁移,迁移比例根据节点的实时运行状态进行计算.节点仅在此时才进行信息广播,降低了通信开销,提升了动态负载平衡的效率.给出了相应的负载平衡算法,并在实际平台上进行了验证.实验结果表明,与其他负载平衡算法相比,本模型算法使负载平衡时间平均减少29.82%.     

液压挖掘机工作装置的自适应控制

首先介绍了试验挖掘机机器人的电液比例系统及其控制系统的硬件结构,结合所采用的负载独立分配(LUDV)系统的特点给出了电液比例系统的数学模型,在此基础上,根据试验结果对电液比例模型进一步进行简化,得到了设计控制器所需的参考模型.然后以局部参数最优法为基础设计了自适应控制器,给出了自适应控制律.最后对铲斗轨迹跟踪控制进行了试验研究,通过试验结果对所设计的控制器与常规比例-积分-微分(PID)控制器跟踪设定直线的效果的比较分析,可知使用PID控制器所得到的跟踪误差大于110 mm,而使用所设计的控制器其跟踪误差可以控制在100 mm之内,精度有了一定的提高,并且铲斗运动速度从107 mm.s-1提高到135 mm.s-1,非直线度从4.8%降为3.8%,从而验证了所设计控制器的正确性和有效性.