超导钉扎高速磁浮车-轨耦合动力学建模与仿真

为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车-轨空间耦合动力学模型;利用Matlab对模型进行仿真,分析轨道振动、电机法向力和轨道不平顺等对超导钉扎磁浮车辆-轨道系统动态响应的影响。结果表明:磁浮车辆系统的振动受轨道不平顺和车速的影响较大,受轨道振动的影响可忽略不计;在速度为620 km/h时,车体、悬浮架的最大振动加速度分别保持在0.5、8 m/s^(2)以下,具有较好的乘坐舒适性。建立的模型可为超导钉扎磁浮交通线路设计与参数优化等研究提供帮助。

表面织构对高速插针机构导轨的表面摩擦性能影响

以插针机中具有表面织构的导轨摩擦副为研究对象,考虑表面粗糙度、载荷波动、速度变化、时变油膜挤压效应等因素,分析表面织构对其摩擦性能的影响。应用计算机模拟生成具有自相关函数的粗糙表面,将Greenwood和Tipp建立的粗糙度接触模型以及Patir和Cheng修正后的平均油膜流体润滑模型耦合构建混合摩擦模型,通过MATLAB软件计算出凸轮的1个转动周期内的每个时刻的油膜压力、微凸体压力、油膜厚度。分析了混合润滑阶段摩擦副的油膜压力分布特点,以及织构数量、表面粗糙度、表面织构尺寸参数对摩擦副润滑特性的影响。结果表明:当底座摩擦副粗糙度方差增大时,油膜压力随之减小;微型凹坑半径取60μm,面积占有比取40%,微型凹坑深度取5μm时摩擦副取得最优润滑效果。

整体模锻201 mm节距销轨的理论设计

销轨属于煤矿井下工作面刮板输送机关键部件,是采煤机运行轨道,随着开采煤层厚度增大,采煤机功率、机型、重量不断增大,采煤机需要更大牵引力满足使用,更大采高采煤机牵引力要求4 000 k N以上,就需要更高强度销轨。为解决这一难题,加大销轨节距,销轨节距增加到201 mm,成型工艺采用整体模锻,并进行销轨齿形方面的优化满足强度要求,在建立销轨的三维模型基础上进行有限元分析,更加精准地反应出销轨在承受力的情况下的应力及应变,进而更加真实地指导实际生产。

双电机驱动采煤机的牵引特性研究

为进一步提升采煤机的生产效率和可靠性,以采煤机牵引传动系统为研究对象,在对其结构及主要参数综合分析的基础上,基于ADAMS软件建立采煤机的虚拟样机仿真模型,分别通过对其开展运动学和动力学分析验证了虚拟样机模型的准确性;最后,找出销轨连接间隙是导致销轨与销轮出现载荷冲击,也是导致销轮断齿的主要原因。

重型采煤机齿轨轮销排啮合有限元分析

以国产齿轨轮和进口齿轨轮为研究对象,结合两种重型采煤机齿轨轮的参数特征,分别构建有限元分析模型,由此开展有限元仿真分析,并分别从标准中心距、最大中心距、最小中心距等多种条件下的软肋齿轨轮销排啮合情况进行仿真分析,实现两种齿轨轮的分析对比,最终根据有限元分析结果选用出一种最佳齿轨轮参数方案,并将此方案应用于工程实践。

销轨弯曲角对采煤机行走机构动力学特性的影响

为研究行走轮经过销轨连接处时的动力学特性,分析输送机在水平弯曲和垂直弯曲两种工况下销齿啮合中的三种激励,建立了销齿啮合力和导向滑靴与销轨间最小间隙的数学模型。利用ADAMS建立行走机构动力学仿真模型,模拟销轨间不存在弯曲角、存在水平弯曲角和存在垂直弯曲角三种状态的动力学特性。结果表明:销轨间不存在弯曲角时,行走轮角速度波动率为10.5%。随着弯曲角度的增大,行走轮角速度波动幅值由77(°)/s增大到83(°)/s,销齿啮合力幅值由504 kN增大至632 kN;而垂直弯曲角对行走轮速度波动不大,对销齿啮合力影响可忽略不计。该研究为行走轮与销齿的可靠性设计提供参考依据。

斜切工况下采煤机销排导向滑靴模态与寿命分析

针对采煤机销排易损坏的问题,对采煤机销排的模态特性和可靠性进行分析,采用经典静力学理论建立了斜切工况下采煤机整机力学模型,推导出导向滑靴与销排间相互作用力的数学模型,编制MATLAB程序对模型进行求解,并以此为基础,采用ANSYS-Workbench对导向滑靴、销排的模态特性和疲劳寿命进行仿真分析,结果表明:导向滑靴的前四阶模态频率分别为288.57、326.28、348.11、631.57 Hz,销排的前四阶模态频率分别为0.004 2、1 047.9、1 452、1 916.6 Hz,销排的疲劳寿命为106次,危险点位于销排两侧连接耳板处,销排安全系数的最小值为2.932 01。研究结果可为销排的优化设计及损坏原因分析提供参考。

采煤机传动齿轮接触分析及优化设计

通过有限元方法分析齿轮产生裂纹和断裂及销轨磨损的原因,并分别研究了直弧形和弧形优化后的齿轮齿型面的优化效果.分析了这两种优化方案在高速重载情况下轮齿的接触情况及不同型面的接触区域在轮齿啮合过程中的变化规律.计算结果显示,各位置中轮齿上的最大应力均位于轮齿的边缘处,在较大的接触应力作用下,轮齿边缘会产生裂纹并不断扩大,最终导致轮齿的断裂.对齿轮边缘进行圆弧倒角,可以改变最大应力的位置,并且最大Mises应力可降低20%以上,从而解决齿轮的轮齿断裂问题.

板式无砟轨道钢轨共振特性影响参数敏感性分析

为研究无砟轨道钢轨pinned-pinned共振影响因素,基于周期性支撑梁结构振动计算理论,建立板式无砟轨道振动实体有限元模型,采用单参数敏感性分析方法,分析了无砟轨道结构参数对钢轨pinned-pinned共振特性的影响,并计算了各参数的敏感度系数.研究结果表明:扣件间距的改变会引起钢轨pinned-pinned共振特性的明显改变,属于敏感参数.钢轨类型对钢轨pinned-pinned共振频率的敏感度系数相对较小,但仍在较敏感范围内.扣件刚度、阻尼及轨道板弹性模量对钢轨pinned-pinned共振频率几乎没有影响,属于不敏感参数.在钢轨表面附加约束阻尼结构会降低钢轨共振振幅,但几乎不改变钢轨的共振频率.受扣件间距的影响,无砟轨道钢轨pinned-pinned共振频率低于有砟轨道钢轨.

采煤机行走轮与输送机销排啮合冲击原因分析

简单介绍了目前大功率采煤机的行走传动装置,并结合某采煤机渐开线行走轮和输送机销排销齿的具体参数,按照齿轮齿条啮合理论,分析了此渐开线行走轮和销齿啮合产生冲击的原因之一。最后用作图法进行了验证。

基于ANSYS的采煤机销轨轮复合齿形有限元分析

针对采煤机摆线齿廓的销轨轮在使用过程中存在齿面受接触应力较大、齿根弯曲应力较大的问题,提出销轨轮采用摆线—渐开线复合齿廓。经ANSYS软件对销轨轮进行实体建模并进行有限元分析,得出新齿廓可提高销轨轮强度,延长使用寿命。

重轨钢大方坯连铸凝固规律的研究

根据武钢第一炼钢厂重轨钢实际生产条件,建立大方坯凝固传热数学模型,并采用射钉法验证及修正。结果表明:U71 Mn重轨钢凝固终点在距结晶器液面16.96～21.68 m处;拉速增大0.1 m/min,铸坯表面温度及空冷区中心温度明显增大,铸坯凝固终点后移2.4～3.6 m;二冷强度由弱冷降为超弱冷,铸坯表面温度升高,铸坯中心温度变化不大,凝固终点前移1.12～2.23 m;U71 Mn重轨钢浇铸宜采用超弱冷模式,使凝固终点更加靠后,有利于使用轻压下工艺,提高铸坯的内部质量。

副井转盘车场及液动转盘机设计

以东欢坨矿为例,概述了煤矿副井井口转盘车场的特点,详细阐述了液动销齿转盘机的结构、特点、工作原理、技术特征及设计要点。

采煤机牵引轮齿销滚动啮合设计

电牵引采煤机工作环境恶劣,工作过程的振动情况严重,导致牵引机构销轨轮与齿形销排啮合不稳定,销轨轮失效及受损现象严重,通过分析找到其原因并提出解决方案。销轨轮与齿形销啮合近似齿轮齿条啮合,采煤机的振动引起其中心距不恒定,导致啮合表面间发生相对滑动。采用销轨轮与圆柱滚子销滚动啮合的方式,将销轨轮与齿形销之间因振动引起的线接触滑动转移至圆柱滚子销内部,并把线接触滑动变为圆柱滚子销外衬套与芯轴之间的面接触滑动。最终避免销轨轮齿面滑动磨损,提高采煤机的工作可靠性和销轨轮的使用寿命。

铝模板技术在新加坡Shenton Way超高层建筑中的应用

主要介绍铝模板系统的结构组成、施工方法以及在新加坡Shenton Way工程的应用实例.铝模板系统是目前在欧美和东南亚国家广泛应用的现浇混凝土模板系统之一,不同于其他的模板系统,铝模板系统既适用于工程要求较高的工程项目,也适用于一般类型的工程项目.铝模板的特殊设计可以有效的提供高层建筑的快速施工生产,并广泛应用于各类建筑工程中,包括各种结构的面板、窗台板、楼梯和洞口等.铝模板简易施工操作的特性使非熟练的工人也可以熟练使用,同时较轻的模板质量满足工人施工操作的提升要求,并简化了各种吊装设备的使用.

采煤机牵引部销轨轮常见失效形式研究

销轨轮是采煤机牵引部的重要组成零件,针对销轨轮在实际使用过程中出现的齿面塑性变形、轮齿折断、齿面磨损等常见失效形式,利用ABAQUS有限元软件建立了销轨轮与C形销齿的接触模型,在此基础上,研究了啮合位置的接触应力和Mises等效应力的分布特点和影响,并对轮齿根部的应力、应变情况进行了分析,最后对销轨轮的结构设计提出诸多优化建议。研究成果对采煤机销轨轮的设计、使用和优化具有重要参考意义。

钢轨横垂双向Pinned-pinned振动抑制研究

为抑制钢轨的横向和垂向Pinned-pinned振动,建立含横向与垂向双向振动的轨道系统动力学模型,对钢轨横垂双向振动的特性进行分析,提出将吸振器安装在轨腰两侧用以抑制钢轨横垂双向振动的方法。利用提出的Pinned-pinned振动数值评价指标,设计了钢轨吸振器的参数,分别对横垂双向钢轨吸振器的有效性进行验证。研究结果表明:轨枕离散支撑的作用使钢轨产生横垂双向的Pinned-pinned振动。柔度比指标根据轨道不同位置的动柔度差异建立,可以反映Pinned-pinned振动的频率与大小,从而有效指导钢轨吸振器的设计。在钢轨两侧分别附加设计频率为145 Hz与270 Hz的横向与垂向钢轨吸振器,可以有效降低钢轨不同位置的动柔度差异,提高钢轨振动衰减能力,对横向、垂向的Pinned-pinned振动抑制效果分别达到90%与91%。研究成果对钢轨双向Pinned-pinned振动抑制以及钢轨吸振器的参数设计具有重要的参考价值。

采用GJ-Ⅲ型扣件地铁轨道的钢轨波磨形成机理

在调研和测试我国8条采用GJ-Ⅲ型扣件地铁轨道中钢轨普遍出现短波长波磨特征的基础上,采用隐-显式有限元法,建立并验证考虑钢轨短波长凹陷激励的三维轮轨滚动接触有限元模型;通过模型求解不同波长钢轨凹陷和车速激励下的轮轨高频振动特性,并结合模态分析法、力锤敲击法和白噪声激励法探明显著高频振动来源,从动力类成因角度解释采用GJ-Ⅲ型扣件轨道的钢轨波磨形成机理和磨耗特征。结果表明:在25~60mm短波长凹陷和不同车速激励下,轮轨垂向力显著频率和白噪声激励下的钢轨垂向振动显著频率,与波磨通过频率吻合;车轮以75,85,95,103 km·h^(-1)速度滚过短波长凹陷钢轨后形成的钢轨不平顺显著波长分别为31.5,31.5和40,40,40和50 mm,与线路测试得到的钢轨波磨波长吻合;采用GJ-Ⅲ型扣件轨道的波磨并非钢轨1阶Pinned-Pinned共振引起,而主要是由570~720 Hz内的钢轨垂向弯曲高频固有特性被激发所致。

超导磁浮交通研究进展

超导磁浮交通具有无接触摩擦磨损、运行速度高、环境友好、安全可靠等优点,是先进轨道交通技术的典型代表。基于钉扎效应的高温超导磁浮列车与以超导磁体作为车载动子的电动磁浮列车是超导磁浮交通的主要形式.文中分别详细介绍了高温超导磁浮列车与电动磁浮列车各自结构原理及发展历程,并总结了这两种典型超导磁浮交通形式的主要优缺.点目前超导磁浮交通总体朝向“高速”方向发展,结合真空管道的高温超导磁浮以及利用高温超导磁体取代低温超导磁体的电动磁浮将是未来高速交通的主要选择.

基于ANSYS/LS-DYNA的综采工作面行走系统的弦齿厚设计和验证

在井下,采煤机骑在输送机上进行截煤作业。采煤机行走轮和输送机销轨间啮合,使采煤机行走。此系统称为综采工作面行走系统。输送机销轨和采煤机行走轮共同决定了此系统的寿命。以截距为147 mm系统的弦齿厚为研究对象,以ANSYS/LS-DYNA动力学分析软件为工具,提出了强度更高的综采工作面行走系统的设计,并验证了其正确性。