刨煤机刨刀有限元应力分析

利用有限元方法建立了刨刀模型 ,结合实际工况分析了在工作中的应力分布情况 ,分析了有限元结果与实际情况存在误差的原因 ,并得出一些有利于改善刨刀受力、提高其使用寿命的结论 。

刨刀随机载荷及其强度的仿真研究

针对刨刀使用寿命短、影响煤炭生产经济效益的实际问题,为了探究刨刀损坏原因,提出了用两个正态随机分布和其标准相关函数来近似代替伽马分布,建立了刨刀刨削硬质包裹体随机载荷的数学模型,根据刨煤理论建立了刨刀的有限元分析模型,利用Maltab软件对MK97-002型刨刀进行仿真,得到了刨刀的随机载荷曲线及其统计值,并以最大随机载荷对刨刀加载,通过计算机仿真和有限元分析获得了刨刀上的应力及应变云图。研究发现:刨刀的随机载荷及其波动大小依次为刨削阻力、进刀阻力、侧向阻力,且载荷波动较大,最大应力和最大位移均出现在刨刀合金头处。分析认为,该处是刨刀的薄弱环节,应力集中及其应变是导致刨刀损坏的主要原因,焊缝处的损坏由疲劳失效所致,而载荷波动是引起疲劳破坏的根源。结果表明,仿真计算与实际情况相符,所建模型正确,仿真结果可信。

刨头上不同位置刨刀的随机载荷模拟研究

为了研究刨头的受力和刨煤机的载荷特征,根据随机过程和概率统计理论建立了刨刀刨煤过程随机载荷的数学模型,利用编制的计算机程序对刨煤机刨头上不同位置刨刀的随机载荷进行了模拟研究,获得了各位置刨刀的载荷变化规律及其统计值。结果表明,各处刨刀的刨削力、进刀力和侧向力的均值自小到大依次为腰刀、掏槽刀、顶刀、底刀,其中底刀所受的刨削力、进刀力和侧向力最大,分别为腰刀的3.41、3.42和1.47倍,底刀三向载荷变差系数分别为0.58245、0.33081、0.20653,载荷波动也最大,所以底刀损坏最严重。模拟结果与实际情况相符,证明研究方法实用可行,为刨头及整机载荷谱的研究提供了理论依据。

藏羌彝文化产业走廊尔苏藏族的脚犁研究

甘洛县则拉乡磨房沟村藏族尔苏人使用一种他们特有的古老农具,汉名脚犁。脚犁结构简单,充分利用力学原理,实现了省力高效,是尔苏藏族不可或缺的劳动工具。脚犁由犁刀和犁身两部分构成,犁刀是生铁铸件,犁身用选自山野的自然弯曲的杂木加工而成。文章指出,一直以来文献上说的"犁后跟"均被误指,实际上犁后跟是犁肩的下部,与地面接触的充当杠杆支点的部分。脚犁是则拉乡磨房沟村尔苏藏族远古时期农耕文化的遗存,具有极大的考古学价值和农业文化研究价值。

链式深耕机刀具切削土壤数值模拟

为解决南方山区地形复杂问题,研制了一种小型履带式链式深耕机,设计要求是要达到耕深25cm。为此,应用有限元分析理论及Solid Works建立刀具模型,导进ANSYS/LS-DYNA软件中,创建了土壤的几何模型,然后运用该软件对单个刀具切削土壤过程进行数值模拟,旨在揭示单个刀具-土壤的工作机理。同时,对其切削力以及切削深度进行了分析,验证了所研制出的深耕机可以满足25cm的设计耕深要求,而且得到一个周期内刀具切削土壤的Von Mises Stress等效应力云图,为分析切削力及深耕机刀具与土壤相互作用的数值模拟方面的研究提供了参考。

切削刃钝圆半径对切屑分离过程影响的有限元分析

根据材料流动方向获得判断工件切削表层是否形成切屑的方法,在考虑切削刃钝圆半径、材料流动性等影响基础上,运用ALE方法,建立二维正交切削有限元模型,研究了切削刃钝圆半径对切屑形成过程的影响。发现切削进入稳定阶段后,材料表层的位移矢量会出现明显的分化,由分化的方向可以确定出分流点的位置;随着切削刃钝圆半径的减小,刀具的犁耕作用越来越明显;在达到最小切削厚度后,切屑并不会在切削一开始就形成,而需要经过一个短暂的材料堆积过程,堆积的高度与分流点高度相关。

基于ANSYS的刨煤机刨刀模态分析

为了分析刨煤机刨刀的振动特性,通过Pro/E软件建立刨刀三维模型,利用ANSYS软件对刨刀进行模态分析,得到刨刀的前10阶固有频率以及相应的振型,分析得到了刨刀产生弯曲与扭转振动的频率范围。为设计新型刨刀提供理论基础。

山西明代寺观壁画犁耕工具图像的科技内核——基于六郎庙、稷益庙壁画的主题研究

古代画师用精湛而细丽的笔法在六郎庙、稷益庙壁画中描绘了三幅"耕牛图",无论是双牛牵引的耦耕方式,还是单人操作的上曲辕犁,都详尽而具象地勾勒出明代农业耕犁工具的工艺结构型制和地域特征,其中包含着农耕犁具的物理力学特征。山西犁的区域多样性构成山西犁文化和耕犁的科学性,曲辕犁较直辕犁有六大革命性变化,既改善了犁的操作性和力学,也加强了工作效能。最为隐形的变化就是将犁的力学原理进行了变革。曲辕犁的最终形成是在宋代,在以后一直没有太大变化,犁耕农具是中国最为伟大的发明之一。稷益庙壁画轻便型三角犁是黄土高原多山丘陵地区的主要开垦农具。六郎庙壁画犁属于适合平原地区大面积耕种的重型框型犁。综观明代山西这两殿壁画,山西犁文化蕴涵着丰富的中国古代科技内涵,是中华犁文化科技发展中重要的组成部分,丰富了中国古代农业科技的历史图谱。

“大跃进”期间的深耕土地运动

1957～1958年,毛泽东对山东省厉家寨村和河南省长葛县深翻土地增产经验的总结报告充分肯定,号召全国学习,通过深翻土地达到增产目的。1958年8月,中共中央发出指示,要求全国在两三年内,将一切可能深耕的土地全部深耕一尺以上。全国掀起了轰轰烈烈的深耕土地热潮。在运动中,各地积极组织学习长葛县的深翻土地方法和经验,开展群众性深翻土地"大会战"。科研人员也积极研制和改造深翻农机具,总结和论证深翻措施及效果,开展深翻土地创高产试验。尽管通过深耕土地达到增产在一定的科学范围内是可行的,但1958年全国性的深耕土地运动,在翻土深度、进度和数量上层层加码,出现了许多盲目蛮干的事例,未能取得预期的增产效果。