六柱式充填液压支架动力学模型建立与仿真

简介

目的为研究六柱式充填液压支架在不同外部激励等扰动作用下的动态特性,方法基于拉格朗日方法和广义空间坐标系原理建立六柱式充填液压支架的运动微分方程及状态空间模型。根据支架结构和相关参数,利用MATLAB对系统运动微分方程求解,分析不同扰动频率和扰动幅值对顶梁垂向振动、侧倾和俯仰振动的影响。结果结果表明,支架在外部激励等扰动频率为20 rad/s时,顶梁垂向振动最大振幅约为0.91 mm,顶梁瞬间的俯仰振动波动较大,其最大振幅约为5.5×10−3rad,侧倾振动相对较小,其最大振幅约为4.3×10−3rad;顶梁侧倾振幅略高于俯仰振动,但振动的程度均能保持在可控范围内。当外部激励频率为20~80 rad/s时,随着扰动频率增大,顶梁垂向振动逐渐降低,但降低的幅度趋于平缓,支架侧倾振动程度变化趋势与垂向振动类似,而俯仰振动变化随频率改变不明显。扰动为20~80 rad/s时,顶梁垂向、侧倾和俯仰振动均随着外部激励增加而愈加剧烈,外部激励的大小对顶梁垂向及侧倾振动影响较为显著,而对俯仰振动影响较小。结论研究结果可为六柱式充填液压支架的优化设计及稳定性评价提供一定参考。