国家自然科学基金(51375499)
- 作品数：25 被引量：42H指数：3
- 相关作者：赵宏强徐海良徐绍军陈庆周茂贤更多>>
- 相关机构：中南大学山河智能装备股份有限公司长沙民政职业技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划湖南省重点学科建设项目更多>>
- 相关领域：机械工程矿业工程自动化与计算机技术石油与天然气工程更多>>
- 基于有限元的法兰传动轴锻造工艺仿真及模具结构改进
- 2022年
- 某法兰传动轴经镦粗、一次挤压、二次挤压、预锻、终锻等5道工序成形,经长期生产发现其中工序3的模具磨损失效快、换模频率高,严重影响了产品的生产效率。为解决该问题,尝试对工序3的模具结构进行改进,根据其结构特征设计了两种改进方案,并基于Deform-3D分别进行了建模与仿真。首先,对原工艺进行了数值分析,初步验证了Archard修正模型的可靠性;其次,对改进后方案中锻件成形的完整度以及金属流线变化进行了分析,判断锻件是否存在成形缺陷,并比较了改进前、后模具磨损的变化情况;最后,对模拟分析结果进行了试模验证。结果表明:试验结果与模拟结果一致性较好,建模分析准确,改进后方案能够实现锻件的成形,其中方案1的成形效果更好,在不影响工序4的模具寿命的前提下,工序3的模具平均寿命从3472件提高至6235件,很好地解决了企业的难题。
- 曾义聪徐海良
- 关键词：建模仿真金属流线
- 反向扩孔气动冲击器活塞结构优化设计研究被引量：2
- 2017年
- 研究反向扩孔气动冲击器活塞结构与工作性能的关系,对活塞各结构参数进行优化设计。为了解决上述问题,从反向扩孔气动冲击器工作原理出发,运用活塞运动微分方程、热力学能量守恒定律、定常绝能流动能量方程、波动理论等建立活塞运动数学模型,利用MATLAB数学软件对其进行数值求解,分析活塞结构参数对反向扩孔气动冲击器性能的影响,并进一步运用优化设计理论,对活塞各结构参数进行优化设计。仿真结果表明:冲旋钻头所获得的冲击能随着活塞质量和活塞内径的增大而减小;随活塞直径,阀孔直径和阀孔到活塞前端距离的增大而增大。通过对正交试验结果的分析,得到了活塞结构参数的最佳组合。
- 徐绍军赵宏强徐海良郑义
- 关键词：数学模型
- 气体流动阻力损失对反向扩孔气动冲击器性能的影响
- 2016年
- 为了研究反向扩孔气动冲击器内部气体流动阻力损失对其性能的影响,在简化复杂的气路基础上,从其结构和工作原理出发,分析了冲击器工作过程中气体流动所产生的压力损失;在有压力损失的条件下,研究冲击器气腔内气体变化特性,建立了冲击器的工作过程数学模型;根据数学模型,应用MATLAB程序进行计算机仿真运算,得到了冲击器工作过程中压力损失曲线,以及压力损失条件下活塞运动特性和各腔压力变化规律.研究结果表明:气体流动阻力损失影响冲击器破岩效率,使得冲击器活塞运动末速度从5.05 m/s下降到4.22 m/s,冲击频率从5.00 Hz下降到4.28 Hz;冲击器尾气压力仅为0.140 MPa,低于设计值0.185 MPa,影响冲击器尾气排屑.
- 徐海良李旺赵宏强徐绍军
- 关键词：气体流动计算机仿真
- 露天液压钻车变幅机构运动学分析与工作空间研究被引量：3
- 2015年
- 针对某型露天液压钻车对变幅机构进行了介绍,首先利用D-H法建立露天液压钻车变幅机构的坐标系,并采用齐次变换法,建立其运动学方程;选取变幅机构特定姿态,验证所得运动学方程的正确性;利用MATLAB进行编程计算,采用伪随机数法得到露天液压钻车变幅机构的可达工作空间、有效工作空间及有效工作范围的相关视图,并进行了三种工作空间的对比。全面系统的提出了露天液压钻车变幅机构运动学分析方法与相关工作空间的概念。
- 于广淼陈欠根刘鹏高淑蓉
- 关键词：变幅机构运动学
- 基于排屑性能的扩孔气动冲击器设计方法
- 2018年
- 为了提高硬质地层中扩孔气动冲击器的排屑性能,基于岩屑颗粒在排屑流场中的临界流速原则,运用计算流体力学理论和Fluent仿真软件,研究了一种与排屑性能相关的扩孔气动冲击器设计方法,并将该设计方法在反向扩孔气动冲击器上进行应用.得到设计前后冲击器排屑流场内气相速度分布规律,岩屑颗粒速度及轨迹变化情况和环路内岩屑颗粒浓度分布情况.研究结果表明:反向扩孔气动冲击器排屑流场环路内岩屑颗粒临界流速为6.02 m/s,采用该设计方法能够有效地增加反向扩孔气动冲击器的排屑性能,使得排屑流场环路内气流速度增加到10 m/s左右,岩屑颗粒在排屑流场的停留时间减短,流场内颗粒浓度分布范围由0~100 kg/m3下降到0~4 kg/m3.
- 徐海良周永兴徐聪赵宏强
- 关键词：排屑性能设计方法气固两相流数值模拟
- 反向扩孔气动冲击器结构对其性能影响的仿真研究被引量：1
- 2016年
- 分析了反向扩孔气动冲击器的工作原理,建立了反向扩孔气动冲击器系统内部动力过程的的微分方程组。运用计算机仿真技术,对微分方程组进行求解,分析和研究反向扩孔气动冲击器的性能(冲击能、冲击频率、活塞行程和耗气量)与结构参数(阀孔到活塞前端距离、内活塞前端到锤头的距离)之间的相互关系。求得结构参数与性能参数相应的仿真数据与曲线。
- 徐海良李峰赵宏强徐绍军
- 关键词：微分方程计算机仿真结构参数
- 凿岩钻臂逆解的自适应粒子群算法
- 2018年
- 针对凿岩钻臂逆解中存在奇异解或多解性,且一般方法难以直接求解的问题,采用粒子群优化算法（PSO）对凿岩钻臂逆运动学进行求解。通过分析凿岩钻臂正运动模型,对末端位姿矩阵进行欧拉角转换,并建立目标函数。根据粒子的每一次迭代确定种群粒子位置状态的成功率,作为反馈参数动态调整惯性权值系数来改进粒子群算法中惯性权值函数,以避免传统粒子群算法易陷入局部最优和＂早熟＂。通过仿真数据对比,自适应权值优化（AIWPSO）提高了算法的全局搜索能力和求解精度,有效解决凿岩钻臂逆解的求解精度低和速度慢的问题。
- 高静赵宏强周煊亦
- 关键词：运动学逆解粒子群优化
- 钻孔作业中反向扩孔气动冲击器尾气携岩特性被引量：4
- 2016年
- 建立了由反向扩孔气动冲击器排气孔到后封头的排屑流场,运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件研究了冲击器工作过程中尾气的携岩特性。基于冲击器的结构和工作原理,对气固两相排屑流场进行了数值仿真模拟,进而得到流场的气相特性以及岩屑颗粒运动轨迹和浓度分布规律。结果表明:冲击器排气孔尾气进入排屑流场后流速降低,流场压力由入口到出口逐渐降低;岩屑颗粒向流场底部聚集,颗粒平均浓度沿着远离入口方向变化不大,最大浓度沿着远离入口方向逐渐下降,最终趋于平稳。分析了钻进速度和尾气流量对携岩特性的影响,结果表明:随着钻进速度的增加尾气携岩能力下降,额定工作压力0.8 MPa时钻进速度应小于12.6 m/h;随着尾气质量流量的增加携岩能力提高,施工时应该在保证冲击器工作性能的情况下适当增加尾气质量流量。
- 徐海良李旺赵宏强徐绍军
- 关键词：气体钻井气固两相流
- 基于响应面法的挖掘机三油缸结构动臂轻量化设计被引量：7
- 2019年
- 考虑到三油缸结构动臂的结构特殊性,以及传统经验方法在结构设计上的保守性因素,提出了基于响应面法的变厚度轻量化设计方法,并搭建了基于多学科优化软件Isight、有限元软件Nastran以及利用Python语言二次开发的集成优化环境。基于板壳理论与测试数据建立了三油缸结构动臂危险工况的有限元参数化模型,并以其主要板厚尺寸为初始设计变量,以结构强度、刚度及重量为模型响应,结合最优拉丁超立方设计法对初始变量进行了灵敏度分析,使用筛选后的设计变量拟合响应面模型(RSM);以结构强度和刚度为约束条件,动臂质量最小为目标函数,采用多岛遗传算法对响应面模型进行优化。结果表明,在保证结构性能的前提下,该方法轻量化设计后的动臂减重14.7%,优化效率较有限元模型提高84%左右,优化效果显著且大幅度缩短了设计周期。
- 万宇阳赵宏强刘强刘强
- 关键词：轻量化
- 挖掘机工作装置的静强度仿真分析被引量：3
- 2014年
- 针对反铲液压挖掘机工作装置在强度设计时,边界条件设定困难,且计算工况选择过于简单的问题,为了准确地找到工作装置的危险截面,采用Workbench软件建立了工作装置的有限元模型,对不同位移边界条件进行了理论分析和仿真对比,并通过应力试验进行验证,最后针对多种工况对工作装置进行有限元分析。结果表明简支梁位移边界条件更符合实际情况,且复合工况下斗杆的受力更大。仿真结果与实验数据比较吻合,找到了工作装置较精确的危险截面,可以为同类工程机械的强度分析提供一定的参考。
- 苏琦赵宏强王焜邓伟东
- 关键词：挖掘机有限元应力测试
