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纵轴式掘进机横摆运动参数的优化设计

煤炭学报 2012年第12期37卷 2112-2117页

作者：赵丽娟刘旭南曹拓辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 兖矿集团有限公司机电设备制造厂山东邹城273500

建立了掘进机横摆过程中液压杆伸缩量与横摆速度之间的数学模型,由单位能耗反求法推导出理论横摆速度,并估算了其取值范围;应用Matlab计算出不同横摆速度下的载荷曲线;在多体动力学仿真软件ADAMS中建立了掘进机的刚柔耦合模型,并对不同... 详细信息

建立了掘进机横摆过程中液压杆伸缩量与横摆速度之间的数学模型,由单位能耗反求法推导出理论横摆速度,并估算了其取值范围;应用Matlab计算出不同横摆速度下的载荷曲线;在多体动力学仿真软件ADAMS中建立了掘进机的刚柔耦合模型,并对不同横摆速度及相应载荷下的模型进行动态仿真;以掘进机生产率、回转台可靠性及寿命为约束条件,对横摆速度进行优化。结果表明:基于某工况,在保证回转台可靠工作的前提下,液压杆伸出速度为2.887 mm/s,即横摆线速度为1.106 m/min时,该型号掘进机能达到经济截割。

关键词：掘进机回转台虚拟样机优化设计经济截割

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基于经济截割的采煤机运动学参数优化研究

煤炭学报 2013年第8期38卷 1490-1495页

作者：赵丽娟刘旭南马联伟辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000

利用Matlab软件编制了采煤机以不同牵引速度、不同截割深度截割不同坚固性系数煤层时的载荷计算程序并生成载荷文本,采用均匀设计法对这些文本进行选择,作为刚柔耦合模型的外载,仿真后通过人工神经网络预测了其他工况下各关键零部件的... 详细信息

利用Matlab软件编制了采煤机以不同牵引速度、不同截割深度截割不同坚固性系数煤层时的载荷计算程序并生成载荷文本,采用均匀设计法对这些文本进行选择,作为刚柔耦合模型的外载,仿真后通过人工神经网络预测了其他工况下各关键零部件的可靠性。基于神经网络预测结果分析了煤层坚固性系数,采煤机牵引速度以及滚筒截割深度与采煤机工作可靠性的关系。并且在保证采煤机可靠工作的前提下,得到了采煤机经济截割曲线,以及相应的最优生产率。研究表明:该型采煤机截割坚固性系数为3的韧性煤时,推荐牵引速度为4.807 m/min,截割深度为550 mm,此时采煤机落煤率为257.8 t/h,其中,单滚筒理论最大落煤率为165 t/h。将虚拟样机技术与人工神经网络相结合能更快更好地解决工程实际中的多参数复杂优化问题。

关键词：采煤机经济截割均匀设计虚拟样机神经网络

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基于离散元法的螺旋滚筒装煤性能研究

煤炭学报 2017年第10期42卷 2758-2764页

作者：田震赵丽娟刘旭南马连伟范明福周口师范学院机械与电气工程学院河南周口466001 辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030006

为提高薄煤层采煤机的装煤性能,以离散元理论为基础,结合鄂尔多斯文玉煤矿的煤样性质测定结果,建立了螺旋滚筒与煤壁的离散元仿真模型。解决了离散元煤壁黏结参数的合理选择以及螺旋滚筒与煤壁之间的耦合等关键问题;通过对不同统计区域... 详细信息

为提高薄煤层采煤机的装煤性能,以离散元理论为基础,结合鄂尔多斯文玉煤矿的煤样性质测定结果,建立了螺旋滚筒与煤壁的离散元仿真模型。解决了离散元煤壁黏结参数的合理选择以及螺旋滚筒与煤壁之间的耦合等关键问题;通过对不同统计区域内煤炭颗粒质量以及速度的变化进行跟踪和统计,找出螺旋滚筒结构及运动学参数等因素对煤流运动规律的影响:随螺旋升角增加,滚筒装煤率呈现出先增大后降低的变化;滚筒装煤率随截割深度和牵引速度的增加大而逐渐降低;增大滚筒转速能够提高装煤效率,但装煤率提高的幅度随滚筒转速的增加逐渐趋于平缓。

关键词：离散单元法薄煤层螺旋滚筒装煤数值模拟

基于应力-强度干涉理论的采煤机截割部关键零件可靠性分析

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煤炭学报 2019年第3期44卷 964-972页

作者：刘旭南赵丽娟黄凯罗贵恒辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 昆山佰奥智能装备股份有限公司江苏昆山215311

随着中厚煤层不断开采完毕,薄煤层开采比重将不断加大,其安全、高效开采日显重要,但由于开采空间有限、条件恶劣,采煤机易出现设计结构不合理、工作状态不稳定、可靠性差等问题。以MG2~* 100/455-BWD新型薄煤层采煤机截割部为工程对象,... 详细信息

随着中厚煤层不断开采完毕,薄煤层开采比重将不断加大,其安全、高效开采日显重要,但由于开采空间有限、条件恶劣,采煤机易出现设计结构不合理、工作状态不稳定、可靠性差等问题。以MG2~* 100/455-BWD新型薄煤层采煤机截割部为工程对象,采用Pro/E,ANSYS,ADAMS建立了该采煤机的刚柔耦合虚拟样机模型,基于破煤理论建立了采煤机螺旋滚筒的力学模型,通过MATLAB编制了相关程序解决了刚柔耦合虚拟样机模型载荷添加的问题;通过虚拟仿真获取了关键零件输出轴、壳体、行星架的Von Mises应力分布及最大应力节点应力值的时域信息,以30组不同牵引速度仿真模型的仿真结果建立了各关键零件的最大应力分布函数;以应力-强度干涉可靠性理论为基础,结合各关键零件的最大应力分布函数及所用材料强度分布函数,在考虑载荷作用次数情况下,建立各关键零件在随机载荷多次作用下的可靠度计算模型。经分析计算得到输出轴、行星架、壳体的可靠度分别为0.978,0.536及0.614,研究发现:行星架与壳体存在应力集中现象,应力最大位置分别位于行星架腹板与花键轴相交处及壳体惰轮轴孔后侧与行星减速器承载部分相交处。在对薄弱零件改进后,行星架、壳体的可靠度分别达到0.969 0和0.997 4,满足使用要求。该方法可有效缩短产品设计周期,提高采煤机关键零件的设计质量及可靠性。

关键词：应力-强度干涉理论截割部采煤机可靠性

基于VP与BP神经网络的采煤机摇臂壳体可靠性分析

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机械强度 2017年第6期39卷 1379-1384页

作者：赵丽娟赵名扬刘旭南辽宁工程技术大学机械工程学院阜新123000

为了提高采煤机的动态可靠性和工作效率,建立了SL1000型采煤机摇臂的刚柔耦合模型,通过动力学仿真得到了摇臂壳体应力、可靠性信息;基于BP神经网络,预测了其他工况下摇臂壳体的可靠度,分析了其与煤层坚固性系数、牵引速度及滚筒截深的关... 详细信息

为了提高采煤机的动态可靠性和工作效率,建立了SL1000型采煤机摇臂的刚柔耦合模型,通过动力学仿真得到了摇臂壳体应力、可靠性信息;基于BP神经网络,预测了其他工况下摇臂壳体的可靠度,分析了其与煤层坚固性系数、牵引速度及滚筒截深的关系,并优化了采煤机的牵引速度;将虚拟样机技术与BP神经网络相结合,为采煤机工作可靠性的预测提供了一种全新的理念和便捷的方法,具有重要的理论意义及较强的工程应用价值。

关键词：采煤机摇臂壳体可靠性虚拟样机 BP神经网络

AZ80镁合金热变形过程中的动态再结晶动力学和运动学模型（英文）

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稀有金属材料与工程 2019年第7期48卷 2062-2067页

作者：王忠堂江吉浩刘旭南于晓林沈阳理工大学

采用热模拟实验方法测试了AZ80镁合金的真实应力-应变曲线,变形温度范围为533~683 K,应变速率范围为0.001~10 s-1,变形程度为50%。动态再结晶的晶粒尺寸随着变形温度的升高和应变速率的降低而增大。确定了AZ80镁合金的热激活能以及AZ80... 详细信息

采用热模拟实验方法测试了AZ80镁合金的真实应力-应变曲线,变形温度范围为533~683 K,应变速率范围为0.001~10 s-1,变形程度为50%。动态再结晶的晶粒尺寸随着变形温度的升高和应变速率的降低而增大。确定了AZ80镁合金的热激活能以及AZ80镁合金热变形时的本构方程。根据Sellars方程,确定了AZ80镁合金的动力学模型,其定义为发生动态再结晶体积分数与变形温度和应变速率的函数关系。确定了AZ80镁合金的运动学模型,其定义为动态再结晶晶粒尺寸与函数Z之间的数学关系。动态再结晶晶粒尺寸的模型计算结果与实验结果相吻合,相对误差小于11.8%。确定了临界应变和稳态应变与函数Z之间的数学关系。

关键词：镁合金 AZ80 动态再结晶动力学模型运动学模型

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基于VPANNs的掘进机回转台可靠性分析

中国机械工程 2014年第5期25卷 602-607页

作者：赵丽娟刘旭南孙强辽宁工程技术大学阜新123000 兖矿集团有限公司机电设备制造厂邹城273500

以某型掘进机可靠性研究项目为依托,基于破岩机理,利用MATLAB编制了掘进机在不同横摆速度、截割位置角度下截割不同坚固性系数岩石的程序并生成载荷文本,在动力学仿真软件ADAMS中建立了掘进机截岩的虚拟样机模型,并对不同工况载荷下的... 详细信息

以某型掘进机可靠性研究项目为依托,基于破岩机理,利用MATLAB编制了掘进机在不同横摆速度、截割位置角度下截割不同坚固性系数岩石的程序并生成载荷文本,在动力学仿真软件ADAMS中建立了掘进机截岩的虚拟样机模型,并对不同工况载荷下的模型进行了动态仿真。采用模糊方法拟合了掘进机回转台的可靠度隶属函数,以各工况参数及相应的可靠度隶属函数值作为训练样本,提出了一种将人工神经网络与虚拟样机技术相结合分析零件可靠性的新方法。结合神经网络的推理可以预测掘进机在新工况下工作时回转台的可靠度,预测均方误差达到了6.92×10-6,对实际生产具有一定的指导意义。

关键词：掘进机虚拟样机技术回转台人工神经网络可靠性

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基于虚拟样机技术的采煤机建模与仿真研究

基于虚拟样机技术的采煤机建模与仿真研究

作者：刘旭南辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

采煤机是煤矿开采过程的主要设备之一,它主要包括截割部、行走部、牵引部以及相关的其他设备。由于井下的工作环境十分恶劣,其各部分所受到的负载也十分复杂,采用传统的研究方法很难全面了解采煤机在截割过程中的动态特性。而虚拟样机... 详细信息

采煤机是煤矿开采过程的主要设备之一,它主要包括截割部、行走部、牵引部以及相关的其他设备。由于井下的工作环境十分恶劣,其各部分所受到的负载也十分复杂,采用传统的研究方法很难全面了解采煤机在截割过程中的动态特性。而虚拟样机技术则为研究提供了一种新的方法。以某煤机公司设计的MG300/700-WD型电机牵引采煤机为工程对象,应用MATLAB建立了采煤机受力的数学模型,并应用三维实体建模软件Pro/E为采煤机建立实体模型,在ANSYS中生成关键零件的模态中性文件,应用相应的接口技术导入到ADAMS,最终在ADAMS中形成采煤机刚-柔耦合模型。解决了采煤机在截割过程中负载输入的实现,以及添加约束、边界条件等关键技术。同时,提出了保证仿真精度、提高仿真速度、缩短仿真时间的具体措施,从而大大提高了Pro/E、MATLAB、ADAMS和ANSYS四款软件协同仿真的可操作性;基于虚拟样机技术的刚-柔耦合采煤机仿真分析,发现了采煤机关键零件设计上存在的诸如行走壳体应力过大、变形剧烈以及行走部二级行星部分动态同轴度超差等问题。依据仿真结果提出了改进措施及优化方案,为大型复杂环境下工作的采煤装备的设计与研究提供了一种新的方法和手段,具有巨大的意义和广阔的应用前景。

关键词：虚拟样机技术建模仿真刚柔耦合可靠性

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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AZ61镁合金压痕-压平复合形变研究

AZ61镁合金压痕-压平复合形变研究

作者：刘旭南沈阳理工大学

学位级别：硕士

镁合金具有密度小、比强度高、抗阻尼性能好、电磁屏蔽性能好等优点,在航空、航天、汽车制造及3C电子领域得到广泛应用。然而,镁合金材料的塑性变形能力差,强度较低等特点,严重阻碍了镁合金的综合利用。所以开发高性能镁合金材料已成为... 详细信息

镁合金具有密度小、比强度高、抗阻尼性能好、电磁屏蔽性能好等优点,在航空、航天、汽车制造及3C电子领域得到广泛应用。然而,镁合金材料的塑性变形能力差,强度较低等特点,严重阻碍了镁合金的综合利用。所以开发高性能镁合金材料已成为镁合金领域的重要研究方向。本文采用数值模拟方法和实验方法研究了AZ61镁合金经过压痕-压平复合形变后微观组织演变规律和力学性能变化规律,取得了以下研究成果:（1）采用有限元模拟方法对镁合金板材压痕-压平复合形变进行分析,研究表明,随着压下量的增加,变形温度的升高,晶粒组织得到明显细化,复合形变温度越低,应力越大,再结晶晶粒尺寸有所增加。（2）对AZ61镁合金压痕-压平复合形变进行实验研究,实验结果表明,当变形温度为360℃,压下量为5mm时,平均晶粒尺寸为14μm,相比于原始板材晶粒尺寸的37μm,晶粒细化了62%。（3）对复合形变后的AZ61镁合金板材进行力学性能测试,结果表明,当齿间距为8mm,压下量为5mm时,抗拉强度达到341MPa,屈服强度为329MPa,伸长率为17.9%,与原始数据相比,抗拉强度提高了12%,屈服强度提高了17%,伸长率提高了4%,复合形变方法可以明显改善镁合金材料的力学性能。（4）采用EBSD技术研究了复合形变后AZ61镁合金的织构强度,结果表明,织构强度随着变形温度的升高而减小,随着压下量的增加逐渐增加,当变形温度为320℃,齿间距为8mm,压下量为3mm时,其织构强度为8.78,相比于原始织构的17.87,织构弱化了51%。

关键词： AZ61镁合金压痕-压平复合形变晶粒尺寸力学性能织构