国家高技术研究发展计划(SS2012AA041809)
- 作品数：13 被引量：31H指数：3
- 相关作者：罗春雷刘健李立成唐华平黄向阳更多>>
- 相关机构：中南大学湖南工业大学湖南大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家重点实验室开放基金湖南省科技重大专项更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程交通运输工程建筑科学更多>>
- 电动轮自卸车动力总成悬置系统分析与优化被引量：2
- 2013年
- 针对电动轮自卸车动力总成结构特点,根据能量解耦理论和最优化理论,建立了电动轮自卸车动力总成悬置系统六自由度动力学模型,以其六自由度解耦率最大为优化目标,采用优化拉丁方法,分析出影响解耦的主要参数,结合遗传算法、模拟退火法对电动轮自卸车动力总成悬置系统进行了优化设计。然后将优化结果视为满足正态分布的随机变量,运用Monte Carlo方法对其进行稳健性分析,以考察设计值的变化对目标函数的影响。结果表明,运用此优化方法对悬置系统进行优化能有效提高解耦率,优化结果稳定可靠,基本满足稳健性要求。
- 尹庆谷正气陶坚伍文广徐亚
- 关键词：电动轮自卸车动力总成悬置系统模拟退火算法稳健性
- 液压凿岩台车钻臂振动特性分析被引量：1
- 2019年
- 钻臂作为凿岩定位工作的直接完成者,在凿岩冲击反力激励下往往会振幅过大,影响成孔质量和液压元器件、钻臂的使用寿命。因此有必要对凿岩机的激励特性、结构动力学特性和振动响应进行研究。以阿特拉斯凿岩台车钻臂和Cop 1838ME型凿岩机为研究对象,对凿岩机活塞进行动力学分析,并采集活塞动力学数据,得到了振动激励的定量计算公式。利用hypermesh建立全钻臂的有限元模型,进行有限元模态分析,得到钻臂结构的动力学特性。进而对钻臂进行瞬态分析,得到钻臂的振动响应。对通常的钻臂、凿岩机和其他冲机器的振动分析和减振设计、力学分析以及轻量化设计具有一定的指导意义。
- 罗春雷梁健明
- 关键词：凿岩机模态分析有限元分析
- 基于Amesim的新型防卡钎液压系统的性能分析被引量：2
- 2014年
- 针对现有凿岩设备在应对溶洞和裂缝卡钎工况时系统响应过慢而无法有效防卡钎的问题,在对现有液压防卡钎控制方案分析的基础上,提出了一种具有快速响应特征的自动防溶洞及裂缝卡钎、以及推进到位自动回退功能的新型凿岩液压控制方案。借助AMEsim仿真,对节流口、防卡阀等关键元器件参数进行了优化,使系统从理论上获得了最快的响应速度。现场试验结果表明,钎头打入裂缝中后,推进油缸换向响应时间约为0.6 s;钎头打入溶洞时,推进油缸换向响应时间约为0.5 s,该新控制方案能快速有效预防卡钎事故、稳定可靠。该设计思路和方法对其他同类设备的液压系统设计有一定的参考价值。
- 喻威陈周伟陈珍颖罗春雷
- 关键词：防卡钎凿岩设备溶洞
- 回油蓄能器对液压冲击器性能影响的机理研究被引量：3
- 2014年
- 为研究回油蓄能器对液压冲击器输出性能的影响,构建了液压冲击器的数学模型,并运用AMESim软件建立了设置回油蓄能器与不带回油蓄能器的液压冲击器的仿真系统。通过仿真得出液压冲击器活塞的位移、速度以及回油腔压力曲线。通过仿真结果与实验结果对比,验证了仿真系统的合理性。仿真结果表明:回油蓄能器能小幅度提高液压冲击器的冲击频率和冲击能量,并能有效降低回油压力的冲击,为液压冲击器的设计提供了理论依据。
- 曹中一黄向阳吴万荣
- 关键词：液压冲击器仿真
- 基于共轭斜量法的凿岩参数自寻优控制研究被引量：1
- 2018年
- 在凿岩过程中,影响凿岩速度的因素主要有凿岩机输出的冲击能、活塞冲击频率、液压推进力、钎杆回转速度和岩石性质。针对目前无法根据岩石性质快速实现凿岩参数的最优匹配,凿岩速度难以达到理论设计最佳值的问题,提出基于共轭斜量法的凿岩参数自寻优控制方案。将冲击能和冲击频率、推进力和转钎速度分成2组进行动态寻优,并充分考虑岩石性质对凿岩速度的影响,使得各凿岩参数可以快速地达到最优匹配关系。利用MATLAB软件对该自寻优方案在采用固定步长和模糊变步长时的应用效果进行仿真分析,验证该方案的可行性和合理性,并进行推进力和转钎速度的自寻优试验,以验证理论分析和仿真结果的正确性。仿真和试验结果表明基于共轭斜量法的自寻优控制方案可使凿岩参数快速收敛于最优值附近,极大地缩短了实现最佳凿岩速度所需的寻优时间,与常规方法相比凿岩速度可提高13.2%。研究结果对岩石开采设备的自寻优控制以及岩石开采效率的提升有良好的指导价值,同时为凿岩自动化和智能化的实现提供了一种新思路。
- 罗春雷李德明郑惠斌
- 关键词：共轭斜量法岩石性质自寻优控制
- 喷浆机械臂振动特性仿真和试验分析被引量：5
- 2015年
- 喷浆机械臂的振动特性对喷浆的效率和质量至关重要。臂架刚性建模造成准确度降低,对臂架刚柔耦合以及油缸柔性等效处理,为机械臂振动特性研究提供新方法。针对上述方法,借助ADAMS软件虚拟样机进行仿真,研究刚柔耦合和油缸柔性化对系统振动特性的影响,进而分析驱动油缸初始速度对振幅的影响,然后采用单一变量法进行试验。研究表明:喷浆机械臂处于水平工况下的油缸受力最大;刚柔耦合和油缸柔性模型的振幅较大且衰减速度较慢;减小机械臂运动初始速度可降低末端振幅;最后针对机械臂的动力学特性规律,对大臂俯仰油缸以及伸缩臂截面结构优化从而提高系统的稳定性。结果可以为后续机械臂优化设计和调试提供重要的指导意义。
- 罗春雷刘健陈周伟陈珍颖
- 关键词：刚柔耦合动力学振动
- 大型履带式液压凿岩台车行驶特性分析被引量：4
- 2015年
- 针对大型履带式液压凿岩台车在极限工况爬坡和转向时容易出现不稳定性和振动较大的现象,从结构本身找出解方案;以车辆地面力学理论、履带车多刚体建模理论和液压系统动力学理论为基础,在多体动力学软件RecurDyn中构建整车的动力学模型;在AMESim中构建了行走液压系统仿真模型。通过动力学模型,从结构参数分析的角度对整车行驶定性和振动特性进行研究;通过联合仿真分析了作为行驶特性之一的系统压力变化情况,并将系统仿真压力与试验压力比来验证模型的正确性。结果表明:整车重心高度设计为1.1 m和张紧装置预紧力设置为14000N时能大大改善整车的行稳定性和振动特性,仿真结果与试验数据非常接近,证明了模型具有较高的精度;研究结果为履带式凿岩台车行驶性能评和优化设计提供了新思路。
- 罗春雷陈周伟郑惠斌刘健
- 关键词：动力学模型联合仿真
- 基于土壤滞回特性的液压振动锤自同步研究被引量：2
- 2017年
- 针对桩土作用对振动锤同步的影响存在考虑不足的情况,在振动模型中采用包含滞回非线性的沉桩阻力模型代替单纯的弹簧阻尼模型,并结合双液压马达模型,得到既能够反映系统的同步振动性能又能反映沉桩能力的无齿轮液压振动锤同步系统模型。利用计算机数值仿真探究了系统参数差异对系统自同步效果和振动锤沉桩性能的影响。研究结果表明:初始相位差和液压马达的泄露差异在小范围内不会影响系统达到自同步,在同步状态下的初始相位差会明显削减系统沉桩性能。最后通过现场试验研究验证了模型和仿真结果的正确性。
- 罗春雷陈珍颖
- 关键词：液压振动锤自同步滞回特性数值仿真
- 基于损伤力学的凿岩机活塞疲劳寿命仿真研究被引量：2
- 2017年
- 针对传统的断裂力学无法定量估算液压凿岩机活塞的疲劳裂纹萌生寿命,对冲击活塞运用损伤力学-有限元仿真方法进行疲劳裂纹萌生寿命仿真研究。首先运用Ansys软件对冲击系统进行动力学分析,得出冲击碰撞过程中活塞的应力应变变化规律并确定危险点位置为活塞端面靠近外圆处,随后提取危险点处的应力应变谱响应,结合材料S-N曲线和损伤力学理论,构建损伤演化方程和损伤场与应力应变场的耦合方程,使用损伤力学-有限元方法进行联合仿真,得出活塞疲劳损伤的演化规律呈指数型增长,预估出活塞的疲劳裂纹萌生寿命,给实际生产的活塞设计、制造及热处理工艺等提供了一定的指导,并为评估冲击类构件的疲劳寿命提供了新的分析思路。
- 罗春雷闵金才程后旗李立成
- 关键词：活塞
- 基于拓扑优化的重型矿用自卸车翻车保护结构设计被引量：6
- 2018年
- 翻车保护结构(roll-over protective structure,ROPS)是安装在工程车辆驾驶室中的一套被动保护装置,能在翻车事故中为驾驶人员提供有效的保护。为解决ROPS承载能力、刚度、轻量化和侧向吸能效果之间的矛盾,将基于变密度法的拓扑优化技术引入重型矿用自卸车ROPS设计中,以解决ROPS在给定设计域内的材料最优分布问题,提高ROPS侧向吸能效果和垂向、纵向的刚度,减轻自重。首先,利用OptiStruct结构优化模块对ROPS进行拓扑优化设计,以多工况组合应变能最小为优化目标,按照国际标准规定的性能要求施加载荷和约束条件。基于拓扑优化结果,对ROPS进行详细设计。然后,利用显示动力分析软件LS-DYNA对ROPS的最终设计模型进行动态加载分析。最后对优化后ROPS的性能与原ROPS的性能进行对比分析。结果表明:拓扑优化设计后的ROPS在3个工况下都没有入侵DLV(deflection-limiting volume,挠曲极限量),满足国际标准中的承载能力要求;在侧向加载中最大能量吸收达到175kJ,满足国际标准中的侧向能量吸收要求;相较于原ROPS,拓扑优化设计后的ROPS达到侧向能量吸收要求所需的载荷从1 324.5kN减小到1 231kN,加载中心点的垂向位移减小21.3%,纵向位移减小34.4%,质量减小24.1%。研究结果为重型矿用自卸车ROPS的设计提供了新方法,对后续ROPS的设计与改进有一定的指导作用。
- 唐华平曾理王胜泽陈昊森
- 关键词：翻车保护结构有限元法拓扑优化安全性能
