为进一步探究瓦斯抽采钻冲扩一体液压钻机的力学特征,结合某复杂条件矿井条件下的瓦斯局部治理工作需要,构建钻冲扩一体化装备,并明确其主要参数。而后以此为基础,建立该设备的仿真模型,并对设备中的滑锁、钻头、销轴和连杆四类关键部件进行有限元分析,结果显示,上述四类关键部件在应力和变形方面均处于较低水平,对于实际运行基本不产生影响。在此基础上,对钻冲扩一体化设备进行模拟实验测试,结果显示,该设备在钻孔横截面积这一主要指标上较具优势,扩孔效果较优,具有潜在应用价值。

为探究充填液压支架运行质量的提升路径,以某煤矿企业自主研发的ZC8800型矸石充填液压支架为研究对象,应用有限元分析方法对该充填液压支架的顶梁、底座、掩护梁和立柱四个主要部位在典型工况下的受力情况进行有限元分析,并根据分析结果进行针对性优化.测试结果显示,优化后的各个结构在受力条件上得到明显改善,证明此次分析与优化工作取得了初步的进展.

在石油、化工等行业中,大型管道长期运输腐蚀性油气资源,需要进行定期检测。针对这一应用场景,提出了一种能够在管道外壁稳定行走且具有良好越障能力的永磁轮式机器人。该机器人采用六轮摇臂式移动机构配以永磁轮,搭载检测设备后可以代替人工进行更加安全高效的检测。根据机器人在管道上稳定吸附的力平衡条件,计算出机器人所需的最小磁力,从而确定机器人运动所需的驱动力;通过Maxwell仿真建立永磁轮的磁力分析模型,设计并确定了永磁轮的尺寸;最后,基于Adams软件进行机器人的运动学仿真,验证了机器人的越障能力。

现有理论认为变形后柔轮齿圈中性线为整圈贴合凸轮轮廓的等距线,未考虑配合间隙和中面伸长的影响。为揭示配合间隙装配状态下柔轮的力学特性和齿圈变形后的轮齿定位,以椭圆凸轮波发生器为例,考虑柔轮内壁与波发生器外圈间隙和柔性轴承游隙引起的配合间隙及齿圈中面伸长,建立了柔轮齿圈变形的接触力学模型;引入变形后包角为未知参数,依据包角内用椭圆等距线表示的齿圈中线的曲率及力平衡条件确定齿圈内力;根据短轴处的位移条件和包角处的曲率条件及弧长关系,运用能量法迭代计算了包角、非接触区的大小及齿圈的内力和变形。以有限元模型结果为参照,对比验证了理论结果和轮齿定位偏差。理论分析和数值模拟均表明,受中面伸长的影响,零间隙配合的实际包角远小于90°,整圈贴合凸轮并不符合实际;降低配合间隙可有效增大轴承承载区,...

现有的爬管机器人在设计时常侧重于适应性、越障能力和负载能力的某一方面,无法同时满足实际作业中对各方面性能的综合需求。为此,基于仿生学原理和变胞理论设计了一种新型爬管机器人,兼具适应性、越障能力和负载能力三方面的性能。建立了变胞手爪和机器人整体的静力学模型,分析了机器人在3种状态下所需的手爪夹紧力和足部摩擦力;设计了爬管机器人在竖直攀爬和翻转运动时的步态,并基于Adams对爬管机器人进行了运动学和动力学仿真,得到爬管过程中夹紧力以及摩擦力的变化规律;实现了机器人在管道上的稳定运动,验证了机器人结构设计及力学模型的正确性。

为提高管外机器人的负载能力与越障能力,设计一种永磁吸附履带式管外爬行机器人。建立机器人在管道上的静力学和动力学模型,得到机器人在轴向和周向稳定运动时的吸附力条件。利用Ansoft Maxwell对比分析磁性履带组中永磁铁2种不同布局方式,选定合适的布局方式并计算该布局方式下磁性履带组在轴向和周向运动时能够提供的吸附力,验证了磁性履带组设计方案的合理性。最后基于ADAMS进行了运动仿真,得到越障过程中质心变化规律,验证了机器人具有良好的越障性能。

针对当前海洋平台导管架人工清洗工作量大、效率低、易造成污染等现状,提出一种海洋平台导管架清洗机器人设计方案。该清洗机器人具有8个自由度,能够沿导管架空间进行攀爬、定位并通过夹持高压水枪对导管架进行清洗。为了保证机器人在静止和工作状态下都能吸附在导管架上以保持平衡,研究并设计一种清洗机器人吸附机构。基于该清洗机器人的构型特征与受力情况,对各种状态下的清洗机器人进行力学分析和理论计算,得出机器人稳定工作的最小吸附条件。利用有限元软件ANSYS Workbench对吸附机构进行静力学仿真实验,实验结果表明:所设计的吸附机构的强度和刚度能满足机器人清洗海洋平台的工作需求。

研究了一种采用定盘输出、保持架固定,无偏心的平面正弦钢球传动机构,具有良好的散热性,弥补了圆柱正弦活齿传动机构的不足。通过建立平面正弦钢球传动机构的钢球力学模型,同时进行求解得到接触力与惯性力的变化规律,结合仿真验证了力学模型的准确性,为机构的强度校核及振动分析提供了理论依据。

稳压器上封头整体模型结构复杂,特别是含有不符合项后的结构还具有很多不规则因素,有限元分析模型建模困难、计算效率低。文中基于UG以及ANSYS程序,对通过逆向工程生成的含缺陷稳压器上封头整体模型进行了应力及疲劳分析。通过高质量六面体网格划分、间接法瞬态分析以及堆焊层等效换热系数等方法,解决了大规模整体力学分析模型的分析效率低的问题,成功完成了某核电工程含缺陷稳压器上封头结构的不符合项分析工作。

在连续带钢生产线中机组速度逐年提高纠偏系统对提高带钢产量和成材率有极其重要的作用。针对一种液压摆动机架式带钢纠偏系统研究其系统响应速度。从带钢张力不均匀分布的角度说明了带钢跑偏原因和对应的纠偏工作机理并利用所建立的数学模型、力学分析等方法求解出纠偏时间和带钢跑偏角的数学关系。采用matlab对不同的带钢跑偏角所应对的纠偏时间的计算值和实测值进行偏差分析从而论证了该数学关系的正确性还分析了相应的纠偏速率与跑偏角的数学关系可从中了解该系统的主要动态性能为同类结构纠偏系统设计和工艺参数调整提供了一些比较重要的参考数据。