为提高液压支架自动跟机仿真过程的效率和智能化水平,解决现有模式下需要进行繁琐复杂的参数设置和操作等问题,满足工程现场简便快速开展仿真分析的需求,基于AMESim的二次开发功能,结合Python设计并开发了液压支架自动跟机仿真分析和优化系统,并以转龙湾23104工作面为例进行了工程应用。对比分析本仿真系统与传统仿真系统,结果表明:本系统极大地简化了仿真分析过程,有效解决了传统仿真过程繁琐复杂的问题,提高了仿真过程的效率和智能化水平,具有明显的优越性。

以自主设计的新型多孔式液压缓冲器为研究对象,将系统的最大缓冲效率和最小峰值压力作为优化目标,建立了多孔式液压缓冲器节流孔优化模型,分别运用模拟退火算法、粒子群优化算法以及遗传算法对阻尼孔的数量、孔直径和孔间距进行组合优化。研究结果表明:相较于经验设计的等孔径等间距方案,经3种算法优化后的缓冲器效率均显著提高,峰值压力均显著下降;上述3种算法中粒子群优化算法在阻尼孔的组合优化中收敛速度更快,优化效果也更为理想。

针对目前多孔式液压缓冲器优化设计中缓冲曲线不够理想,且未全面考虑结构参数影响的设计优化问题,建立多孔式液压缓冲器的数学模型和AMESim仿真模型,对活塞直径、复位弹簧刚度、环形间隙、阻尼孔间距和孔径等主要结构参数进行仿真研究;以此为依据,基于遗传算法对其主要结构参数、阻尼孔间距和孔径进行优化,结果表明:优化后的缓冲器峰值压力降低13%,平均阻抗力提高6%,缓冲曲线更加接近理想缓冲曲线。