摘要：为了改善某型冲击破岩掘进机工作机构的动态性能,利用ANSYS Workbench建立有限元模型,通过模态分析和谐响应分析,得到其第1至第6阶固有频率和模态特性,确定了影响动态性能的模态频率;经灵敏度分析,确定了影响工作机构动态性能的主要结构参数;利用BP神经网络模型,建立所选结构参数与最大动应力、弯曲动刚度和钎杆顶端动位移间的映射关系,运用遗传算法对结构参数进行动态性能优化.结果表明,优化后工作机构的最大动位移和最大动应力分别减小27.5%和43.07%,固有频率提高24.7%,明显改善了工作机构的动态性能.

摘要：针对液压破碎锤故障原因具有多样性和不确定性,为避免传统模糊BP网络故障诊断存在收敛速度慢、易陷入局部极小值等缺陷,提出将果蝇算法优化模糊RBF网络方法用于液压破碎锤故障诊断.综合神经网络的联想记忆、并行处理能力和模糊理论的定性知识、模糊推理能力,同时利用果蝇算法对模糊RBF网络的扩展参数进行全局优化,建立了液压破碎锤系统输入故障征兆与输出故障原因间的映射.利用MATLAB软件编程进行仿真实验,结果表明:果蝇算法优化模糊RBF网络方法精度高,收敛速度快.利用该法对液压破碎锤故障诊断,结果与目标输出相符,证明该方法可行.

摘要：被剪钻杆断口的变形程度是评价剪切闸板防喷器剪切性能的重要依据之一,直接关系到钻杆的再循环利用和作业效率,而被剪钻杆断口凸起高度又是断口变形程度的重要方面。为了对被剪钻杆断口凸起高度做出合理评估,以钻杆为研究对象,依据运动学基本规律建立剪切闸板的运动方程,综合考虑作业参数,以坐标转换公式的矩阵形式和滑移线理论为基础,分别给出由单剪切点导致被剪钻杆断口在任意时刻及最终凸起高度的理论预测式,继而确定断口凸起位置并建立冲击块导致被剪钻杆断口凸起高度的理论评估模型。用剪切闸板防喷器进行剪切CT90管的剪切试验,获得CT90管的断口数据对评估模型进行验证,结果表明所建立的评估模型与剪切试验获得的断口凸起高度的相对误差在10%以内,具有较高的可靠性和适用性。分析V型角、刃口倒角等剪切闸板冲击块关键结构参数及钻杆结构尺寸对被剪钻杆断口凸起高度的影响规律,研究表明钻杆断口凸起高度随着V型角的增大而增加,随着刃口倒角的增大呈波浪形变动,且波谷逐步增加,刃口倒角在20°时,钻杆断口凸起高度最小,钻杆断口凸起高度随着剪切点至V型角中心点的长度增加而增加。在满足井控要求的情况下,设计剪切闸板时,冲击块的刃口倒角以20°为宜,V型角越小越好并尽可能地缩短剪切点至V型角中心点的长度。钻杆断口凸起高度随着钻杆内径及壁厚的增大而增大,在满足钻采的要求下,钻杆宜选用小通径薄壁钻杆。

摘要：剪切闸板对确保油气井钻采作业安全具有重要的作用,但对于剪切钻具过程中闸板自身力学性能的研究则鲜见。为此,根据剪切闸板基本运动规律,按照剪切点接触、切入及穿透钻杆3个阶段,综合考虑剪切闸板结构及作业参数,运用楔形体应力理论,建立相应阶段的闸板刃口应力求解模型;基于新型剪切闸板进行剪切CT90管的数值模拟和室内剪切试验,获得剪切过程中闸板应力及剪切点应力变化规律。研究结果表明:①剪切点未接触CT90管时,闸板V形角中心应力最大,剪切点应力值极小;②剪切点接触CT90管时,闸板刃口剪切点附近区域出现应力集中现象;③剪切点切入CT90管时,剪切点及其楔形边两侧应力最大,达到闸板强度极限1 050 MPa;④剪切点穿透CT90管进入环空区时,刃口倒角与垂直面的交界两侧闸板应力最大;⑤试验显示剪断CT90管后,闸板刃口剪切点附近区域出现裂纹损伤。结论认为,该研究成果能较好地反映剪切过程中闸板刃口的应力状态及其与钻杆之间的相互作用,可以为剪切闸板的设计制造与现场正确使用提供参考。

摘要：为解决采煤机滚筒截齿排列设计水平低、研发周期长、截割性能差等问题,给出了截齿排列方式及其参数确定方法.利用MATLAB GUIDE语言编程,开发了采煤机滚筒截齿排列参数化设计系统.该系统通过输入设计参数便可设计出滚筒的多种截齿排列方案,利用截割顺序图、切屑图以及滚筒载荷图可判断设计方案的合理性.通过实例,对常用三头螺旋滚筒的2种截齿排列方式进行模拟分析,结果显示:畸变1式截割性能优于畸变2式.研究表明,该系统可提高滚筒设计质量,设计方案直观,设计结果可定性、定量分析,为设计质量好、性能佳的采煤机滚筒奠定了基础.

摘要：为探究支撑式冲击破岩掘进机支护机构的疲劳特性,利用Solidworks和Ansys Workbench建立了该支护机构的有限元模型,对两种典型工况进行静强度分析,得到机构的静应力、应变峰值以及安全系数云图,找出了薄弱关键点;根据静强度分析的结果,插入Fatigue Tool模块对支护机构进行寿命计算和疲劳敏感性分析。结果表明:该机构最小疲劳寿命循环次数为1.3419×10~7次,大于设计寿命10~7次,位于龙门架与机架连接处,有应力集中,是支护机构的的薄弱部位。最大总损伤0.745,与最小寿命位置相同。所得结果为改进该机构设计、提高疲劳强度、延长寿命提供参考。

摘要：为了改善冲击破岩掘进机冲击机构在周期冲击载荷作用下破岩过程的动态特性,利用应力波合成理论和有限元分析方法,对该机冲击机构进行模态分析及谐响应分析,获得了前六阶固有频率及振型和位移-频率曲线,确定了该机构的主要变形部位和各阶主振方向和三个轴向上最薄弱共振点,采用多目标遗传算法对摇臂的结构尺寸优化,减小了机构工作状态下的最大位移响应,改善了机构的动态特性,为该型掘进机冲击机构动态特性的研究与完善提供了方法和依据。

摘要：为提高汽车侧碰安全性,利用泡沫铝的吸能特性,将泡沫铝填充到汽车车门的防撞梁中,设计一种新型填充结构防撞梁以提高汽车在侧面碰撞中的吸能特性.首先,以Hypemesh为前处理器,以LS-DYNA为求解器对传统结构防撞梁及所设计的新型防撞梁组成的两种车门部件的碰撞特性分别进行仿真分析,得出两种车门部件与刚性柱侧碰时车门和防撞梁变形图、应力云图以及入侵速度-时间曲线.然后对仿真结果进行比较分析.结果表明,与传统结构防撞梁相比,泡沫铝填充结构防撞梁具有更高的吸能特性.

摘要：为提高连续采煤机外喷雾装置的降尘效率,改进安全技术和工作面环境,以雾化压力、喷雾有效作用区长度、喷雾扩散角、喷嘴直径、相邻喷雾截面圆重叠参数为设计变量,建立了降尘效率最大的目标函数,运用改进遗传算法和蚂蚁算法的混合算法(GAAA算法)对2~8μm不同粒径粉尘的降尘效率进行整体参数优化,并对降尘效果进行了分析和模拟验证。研究表明,随粉尘粒径增加,平均降尘效率先增大后减小,耗水量逐渐增大,最优降尘参数组可使平均降尘效率达90.9%,提高了7.5%,耗水量减少了6.0%,其对煤矿井下安全事故的预防有重要意义。

摘要：设计和制作了3根足尺寸现浇企口装配预制梁和1根整浇梁,进行预制梁干湿连接企口承载力试验。通过比较装配预制梁和整浇梁的力学参数,研究现浇企口受力及变形能力,找出其局部刚度变化规律。结果表明,现浇企口对装配预制梁的承载力影响不大,变形能力满足设计规范要求,弯矩最大处对连接点最不利。现浇企口处局部刚度在受力前期下降较为明显,后期较为缓慢,最终整体刚度降低约1/3。