一座大跨弧形变高度钢桁架人行天桥设计研究

以某大跨弧形变高度钢桁架人行天桥为设计背景,通过建立空间有限元模型,与取消竖杆后的钢桁架、等高度钢桁架和钢管桁架进行对比分析,得出:当节间距较小时,竖杆对整体竖向刚度的影响小于对整体结构质量的影响,取消竖向后可以增加结构的固有频率;弧形钢桁架会导致整体竖向刚度下降,常规条件下宜选用等高度桁架形式,可降低桁架高度,节约用钢量;钢管桁架能更好地发挥材料特性,较箱形桁架能较大地发挥截面特性,能减少用钢量和焊接工作量。研究结果可为今后同类人行天桥提供一定的借鉴和参考意义。

浅谈等高式采煤系统

为实现薄煤层资源的低成本、安全、高效、规模化开采,国内引入等高式采煤系统。该系统结合了滚筒式采煤机主动截煤和刨煤机的链条拖拽牵引特点,简化了采煤机的结构,单滚筒传递的截割功率大,具备较强的局部截岩能力,既可以斜切进刀,也可以垂直进刀,简化了采煤工艺。但是,对于工作面的适应性一般,随层能力不足,需要在合适的应用场景才能发挥其最大效率。

基于改进等残留高度法的曲面刀路规划研究

刀具路径规划是复杂曲面数控加工技术的核心部分,它会对曲面加工的质量和效率产生极大影响。等残留高度法是近年来应用广泛的一种刀具路径规划方法,但其在规划双曲抛物面等几何形状特殊的曲面时仍存在刀路冗余现象。选择沿最大主曲率方向的曲线作为初始路径改进等残留高度法,代替传统方法中选择曲面长边界作为初始路径的方式,计算加工步长和行距,生成覆盖整个复杂曲面的刀具路径。对比两种方式生成的刀具路径,实验结果表明,改进的等残留高度法可以有效地解决刀路冗余,提高加工效率。

超大采高液压支架支护安全特性研究

针对燕子山矿12401工作面超大采高液压支架稳定性问题,通过建立超大采高液压支架群组-围岩耦合模型,利用模型分析工作面及顶板的不同因素对模型的力学影响,得到不同因素影响下支架立柱上端的顶板变形和支架支护强度的变化规律,进而得出能有效适应工作面顶板变形的支护策略,分析工作面超大采高液压支架的强度特性,得出最高应力在液压支架上具有局部化以及区域化的特点。实际应用表明,可知理论值与试验值的误差较小,均在可接受范围内,非等强支护强度能有效控制顶板的变形,可以采用超大采高液压支架群组-围岩耦合模型来判断支架支护特性。

大基地风电场“以大代小”等容量排布方案分析

“以大代小”是风电项目进行等容或扩容改造升级常用的一种方式。以大基地风电场为研究对象,探究针对大基地项目进行“以大代小”技术改造的规划方案。将大基地风电场划分为9个待改造区域,分别采用两种改造方案,从机组单机容量、机组轮毂高度、改造区域机组对周边机组的尾流影响等几个关键因素入手,分析这些因素对场区发电量的影响及发电量提升效果,进而得到最优的改造机型和布局规划。研究结果表明,保持轮毂高度不变,提升单机容量,发电量增加幅度并不显著。当抬升轮毂高度且提升机组单机容量时,发电量提升效果较为明显。当选取的轮毂高度与周边机组轮毂高度较为接近时,随着改造区域单机容量增大,对周边机组的尾流影响越大,影响最大的为处于改造区域下风向的机组,影响最小的通常为处于改造区域上风向的机组。抬升轮毂高度,随着单机容量的提升,发电量提升效果较为显著。根据大基地风电场的实际风资源条件,在场区中间区域适当抬升轮毂高度,可以提升发电量并减少对周边风电场的尾流影响。等容量技术改造时,应优先选择高塔架大兆瓦机组进行改造。

基于等残留高度的数控加工刀具轨迹规划方法

刀具轨迹规划是复杂工件曲面制造与加工中的核心环节,对于工件成品质量有着极其重要的影响。为获得加工性能良好、较为光顺的刀触点轨迹,设计一种基于等残留高度的数控加工刀具轨迹规划方法。考虑曲面的曲率变化,首先,以减小相邻两个轨迹线间的依赖性为目的,利用等残留高度法规划刀具的移动轨迹。为使刀触轨迹线能够达到自由曲面边界,设计基于密切圆追踪的边界处理方法,实施简单的延伸处理。通过设定的距离判定条件与角度判定条件实施奇异折线点的判定,实现刀具轨迹的奇异波动处理,使所生成的轨迹过渡平缓、光滑连续,真正具备较好的加工性能。测试结果表明,设计方法的残留高度值主要分布在0.2~0.25这一区间内,占比达到53.28%,而0.25~0.3的占比较低,说明该方法能够充分地利用残留允差,有着较高的加工效率。

基于抛物线模型的V形坡口焊道规划排布

为了提高大型相贯构件机器人焊接的焊道规划准确性,提出了抛物线模型,结合等面积与等高法研究了多层多道焊道排布方法.首先,规划焊接工艺参数、焊道的横截面、焊接顺序以及焊枪位姿,进一步推导出焊道排布算法的公式,借助MATLAB软件进行多层多道焊道排布的仿真;最后通过机器人焊接试验验证多层多道排布的方法.结果表明,仿真的焊道排布结果与试验的V形坡口每层每道轮廓相吻合,说明提出的基于抛物线模型的多层多道排布算法是准确可行的.该研究成果为机器人焊接相贯构件的多层多道焊道排布提供了重要的理论基础.创新点:(1)提出了一种V形坡口焊道的抛物线轮廓假设模型.(2)提出了等面积法与等高法相结合的多层多道焊道排布方法.

叶片前后缘识别及百叶轮抛磨工艺研究

针对叶片前后缘厚度小、曲率变化急剧的结构难点,利用最小二乘法对叶片截面前后缘和部分叶身处的离散点进行椭圆拟合,通过设置平均距离、最大距离和斜率差三个误差约束条件来确定前后缘与叶盆叶背临界点,精确识别叶片前后缘;选取适合抛磨前后缘的弹性抛磨工具百叶轮,简化百叶轮抛磨模型,从单颗磨粒抛磨出发,探究抛磨过程中百叶轮压缩量与抛磨力的关系,并基于Hertz接触理论和改进的等弦高误差法确定步长行距。最后通过机器人夹持叶片、百叶轮抛磨的方式进行横抛、纵抛实验。两种抛磨方式横抛后表面粗糙度均小于0.4μm,轮廓度误差小于0.08 mm,均能满足叶片的尺寸精度和表面质量要求。

6000型水位测量仪表测量偏差分析与处理

6000型堆芯水位测量仪表用于反应堆正常充、排水期间为操作员提供反应堆水位信息,在反应堆发生冷却剂丧失事故时监测反应堆堆芯淹没情况,保证机组安全。某核电机组6000型堆芯水位测量仪表正负压侧安装高度与设计存在偏差,导致测量的结果不满足设计要求,影响堆芯水位测量的准确性。由于安全壳内环境温度是变化量,导致仪表毛细管内液体重度也随温度的变化而变化,因此不能采用常规仪表恒定密度的迁移方式。对高度差产生的测量偏差进行理论分析,根据分析结果对堆芯水位和参考水位仪表分别采取恒定迁移量和等比例迁移两种迁移方式。经验证结果表明,迁移后的仪表测量的准确性满足设计要求。恒定迁移量和等比例迁移方法能够为其他变量密度的仪表迁移方式提供借鉴。

高减速比准双曲面齿轮的几何演变

提出了一种弧线等高齿高减速比准双曲面(HRH)齿轮,探讨了HRH齿轮节锥的演变以及弧线等高轮齿在齿高和齿厚方向上的演化过程。分析了HRH齿轮几何特性的演变过程及其涉及的关键因素,给出了弧线等高齿HRH齿轮节锥设计的优化方法。利用大轮齿面几何和啮合方程推导出共轭小轮的齿面方程,求出离散齿面点坐标。对大小轮轮齿实体进行了三维建模仿真,并与所加工的实体模型进行了对比分析。证明了所提出的弧线等高齿HRH齿轮在理论和实践上的可行性。

神东矿区薄煤层安全高效开采技术研究

为解决神东矿区薄煤层安全高效开采问题,对国内外薄煤层技术装备发展进行了调研,分析了薄煤层开采中面临的巷道断面大、割岩多、掘进效率低、设备适应性差、可靠度低等5大矛盾问题,提出了集薄煤层掘进、切顶成巷、工作面优化布置于一体的巷道布置方案,解决了薄煤层万吨掘进率高、掘进效率低的难题。在分析目前主流的滚筒采煤机、刨煤机采煤技术装备优劣的基础上,提出了采煤装备方案。等高式采煤机机身短、装煤效果好、截割能力大、煤厚适应性好,集滚筒采煤机、刨煤机两者优势于一身,可在巷道内远程控制和检修,破解了薄煤层设备检修难题。通过对波兰矿井的应用实践和神东矿区补连塔矿开采方案的技术经济分析可知,等高式采煤机及配套装备可实现月产12.4万t,年产150万t的高产量,为国内外薄煤层的安全高效开采提供了有益参考。

基于曲率的自适应曲面数控磨削

利用等包络迹高度控制砂轮行走路径,实现了曲面的自适应数控成型磨削,以提高曲面的磨削效率.首先,根据曲面曲率建立自适应数控成型磨削的数控模式,然后,在比较等间距行走的数控磨削方式的基础上分析曲面曲率不同的成型磨削特征,最后,进行数控成型磨削试验和检测加工曲面的成形误差,验证该自适应数控成型磨削方法的有效性.分析结果表明,利用移动磨削点的包络成型磨削可以减小砂轮磨损对加工精度的影响.此外,等包络迹高度行走的数控磨削可以根据曲面曲率调节行走路经的间距,实现自适应磨削加工,提高曲面的加工效率,而且在加工曲率较大且提高加工精度时可以较大幅度地减少砂轮行走步数.试验结果表明,当等包络迹高度小至1μm时可以形成光顺的加工曲面,在100mm×40mm范围内形状误差PV值可以达到0.285mm.

搭载RGB-D相机轮式机器人误匹配特征点筛除方法

根据搭载RGB-D相机的平面运动轮式机器人运动特点,本文提出一种基于等高约束条件和直线约束条件的误匹配特征点对筛选方法.本文首先在平面运动机器人相机运动约束条件下,建立了匹配特征点对的等高约束条件和直线约束条件,然后利用该条件筛除了暴力匹配法产生的误匹配点对,取得了高质量的帧间匹配点对.最后,本文将误匹配特征点筛除算法与随机抽样一致性算法相结合,估计了机器人相机的运动.实验证明,与原始随机抽样一致性算法相比,本文提出的特征点筛除算法能够有效提高随机抽样一致性算法的效率,并提高其计算精度.

等距等高电磁波测距三角高程测量及精度分析

介绍了等距等高电磁波测距三角高程测量的原理,详细深入地分析了这种高程测量方法的精度,通过计算和作图表示,可直观地反映在不同条件下的精度变化情况,讨论了代替国家等级水准测量的范围和条件,可供生产实际和进一步研究参考。

一种自由曲面的改进的等残留高度加工方法

自由曲面的数控加工策略直接决定着其加工质量。等残留高度法是一种加工效率和加工质量都较好的加工策略。对于比较复杂或者有突变点的自由曲面来说,由等残留高度法得到的加工轨迹并不平滑。提出了一种改进的基于等残留高度的加工轨迹计算方法,可得到平滑的加工轨迹。

考虑土拱渐进发展的松动土压力研究

结构上方土压力的确定是顶管工程设计和施工中的重要环节,施工中地层损失所引起的上方土体相对滑动使得竖向土压力减小,即形成土拱效应。在Terzaghi松动土压力模型的基础之上,通过水平微分土条的主应力轴偏转角的分析构建了平衡方程,考虑了施工深度以及地层损失对滑移破坏面形态的影响,并利用土拱形成的初始状态和稳定状态的边界条件分别进行了求解计算,分析了土拱效应的渐进发展趋势。经过对比分析,验证了计算模型的合理性,结合顶管施工的实际情况,探究了土体剪胀角和摩擦角对土拱效应的影响,为顶管施工中的土压力计算提供参考依据。

复杂曲面环形刀五轴端铣加工的刀具轨迹规划方法

为了降低复杂曲面类零部件加工的刀具路径,减小刀具路径条数,提高加工效率,提出了一种新的复杂曲面环形刀五轴端铣加工刀具轨迹优化方法。在局部可铣性基础上对刀轴矢量角进行自适应优化,采用新型加工带宽计算方法——等残留高度算法,给出了等残留高度算法的刀具轨迹生成具体步骤。仿真结果表明:与传统等残留高速算法相比,刀具轨迹优化算法的刀具路径更短、条数更少,能够有效提高复杂曲面加工效率。

高填明洞土压力计算方法及其影响因素研究

基于岩土力学原理,考虑边坡坡角、沟槽宽度等因素,建立高填明洞的土压力计算模型,推导明洞洞顶土压力的计算公式;通过数值模拟结果和现场实测结果验证了该计算方法的正确性。依据此计算方法,进一步对影响土压力集中系数的边坡坡角、填料性质、明洞高宽比、明洞与沟槽宽度比等参数的敏感性进行分析。结果表明:等沉面高度随填土高度的增大而减小,随边坡坡角的增大而先增大后减小,随明洞高宽比、明洞与沟槽宽度比增大而增大;明洞洞顶土压力集中系数随填土高度的增加呈先增大后减小的趋势;边坡坡角增大有利于降低明洞洞顶的土压力;明洞高宽比、明洞与沟槽宽度比的增大会引起严重的明洞洞顶土压力集中现象;因此,实际工程中应在保证边坡稳定及结构安全的前提下,尽量提高边坡的坡角,减小填土沟槽的宽度,降低明洞高宽比。

等残留高度算法应用于自由曲面五轴刀路规划研究

针对五轴零件加工过程中自由曲面生成的刀具路径代码冗余,加工效率较低和加工表面质量不高等问题,对自由曲面加工中的常用刀具路径算法进行了分类,提出了等残留高度相关算法模型。计算了等残留高度点及在自由曲面的投影点,并对角度值β进行了迭代计算,对自由曲面加工中的五轴刀轴倾角λq值进行了推导计算;以螺旋桨叶片复杂自由曲面模型为刀路加工载体,生成了五轴刀路轨迹,与Mastercam软件的高速动态铣削(旋转五轴)模块功能生成五轴一般刀路进行了对比分析。研究结果表明:等残留高度算法能缩短五轴自由曲面的刀路长度,提高加工效率及零件表面质量。

基于固有应变理论的等高齿弧锥齿轮铣刀盘焊接变形仿真研究

基于固有应变理论,使用Weld Planner有限元软件对等高齿弧锥齿轮铣刀盘的焊接变形进行研究,通过建立有限元模型准确快速得到铣刀盘的焊接变形规律。根据仿真模型和焊接参数对铣刀盘进行焊接,测量的变形和数值与仿真参数一致。