基于刚柔耦合的交流液压冲击式采煤工作机构动态特性仿真研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yange20092009
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本文以刚柔耦合交流液压冲击系统为研究对象,分析影响该系统性能的动态参数,并通过冲击破碎煤岩的数值模拟仿真,研究相关工作参数及结构参数对冲击系统的影响。该交流液压系统是基于冲击破煤机理而提出的,是冲击式采煤机破碎煤岩的主要工作机构。论文在介绍课题研究的工程背景下,首先对煤岩破碎理论和冲击动力学的研究动态进行整体把握。充分掌握功率键合图建模规则后,根据交流液压技术原理分析刚柔耦合交流液压冲击系统的工作过程,建立该冲击系统的功率键合图并推导出数学模型。此外,本文从冲击动力学的角度出发,将冲击机构等效转换为冲击机械系统,建立其波动力学模型,着重研究煤岩破碎的相互作用过程中系统部件应力波变化规律、能量转换和冲击效率等过程,为交流液压冲击系统的模拟提供更加接近工况的边界条件。在建立交流液压冲击系统的数学模型后,本文设计两指标的因素-水平正交实验表,找出影响系统动态特性相对敏感的因素与水平,针对性实施模拟工作,为系统模型耦合参数的研究提高效率。根据所建立的数学模型,本文在ANSYS/LS-DYNA中进行煤岩破碎仿真,并在MATLAB/Simulink平台构建交流液压冲击系统的动态模型,结合模拟所产生的相关参数,研究交流液压系统动态冲击过程中系统压力、流量的变化规律,冲击刀架的位移、速度曲线,以及冲击过程中刀架的负载变化等。在系统性能参数的研究过程中,本文利用MATLAB的GUI(GraphicsUser Interface)技术模块,调用Simulink仿真模型,开发了双向交流液压冲击系统的动态仿真平台。通过结构参数和工作参数的组合测试,仿真得出交流液压冲击系统的各项曲线,达到研究交流液压冲击系统动态特性的目的。论文所研究的目的是通过对交流液压冲击系统的分析,建立冲击系统的动态方程及等效波动力学模型,从不同的角度研究冲击系统,借助计算机仿真研究系统的动态过程,不仅为研究双向交流液压冲击系统的动态特性提供高效的手段,同时也为冲击式采煤机冲击机构的研制提供理论依据和参考意义。
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