国家自然科学基金(51274091)
- 作品数：31 被引量：176H指数：8
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- 基于离散正则化的实验载荷谱重构与推演算法被引量：5
- 2014年
- 针对截齿截割煤岩随机过程中特征值提取较困难的问题,根据有限的截齿平面截割煤岩实验载荷谱,确定载荷谱的重构算法和波形特征,推演出了截齿截割煤岩的载荷谱,给出了不同参数的拓扑关系及推演算法,并探讨了其载荷谱的推演规律。基于离散正则化方法(DRM),采用Morozov偏差原则与Newton迭代格式相结合的手段选取正则参数,重构截齿载荷谱,并提取载荷谱特征参量。结果表明:重构与推演的截割载荷谱特征易于辨识和提取,截割能量主要处在1～3Hz的低频带上;楔入角β=45°与β=40°的载荷均值关系为F45°≈1.4F40°,其相关系数R=0.8603;重构与推演的算法对截齿截割载荷的反演定量求解十分有效。
- 刘春生任春平
- 关键词：镐型截齿载荷谱
- 镐型截齿侧向载荷谱特性实验研究被引量：4
- 2016年
- 为研究轴向倾斜角不为零时镐型截齿侧向载荷的特性,采用ABAQUS软件模拟镐型截齿截割煤岩的动态过程,获得镐型截齿截割过程的侧向载荷谱。利用频谱分析方法将其与多截齿参数可调截割实验台测得的侧向载荷谱进行对比分析,根据实验数据建立了侧向载荷拟合的数学模型。结果表明:实验与仿真侧向载荷变化趋势具有一致性;镐型截齿所受侧向载荷方向与其轴向倾斜角方向相同;侧向载荷幅值主要集中在低频区域,且侧向载荷低频段幅值随轴向倾斜角的增加而增加,其拟合曲线的均值与轴向倾斜角呈线性相关;高频段幅值对镐型截齿轴向倾斜角的变化敏感度较弱,主要集中在0.2 kN以内。该研究可以为探明截出侧向载荷提供参考。
- 刘春生韩飞
- 关键词：镐型截齿频谱分析数学模型
- 基于最大似然估计-Hilbert法的截齿侧向载荷特征识别被引量：5
- 2015年
- 为探求镐型截齿旋转截割煤岩侧向载荷的统计规律及时频谱特性,实现其特征参量的定量提取与有效识别,利用多截齿参数可调式旋转截割实验台开展煤岩截割实验。采用最大似然估计法与希尔伯特变换Hilbert法,给出锐齿、棱齿和钝齿侧向载荷统计特征与时频谱特征的内在关联。结果表明:在截齿旋转角为零度、截槽对称的实验条件下,截齿侧向载荷概率密度函数曲线服从正态分布规律,截齿侧向载荷的方向具有明显的不确定性,绕y轴正、负半轴波动。其均值接近于零,不利于截齿的自回转运动。二维时频谱表明截割能量集中在5 Hz以内的低频区域,且可有效识别侧向载荷的时频特征。
- 刘春生韩飞任春平王庆华于信伟
- 关键词：镐型截齿
- 刀头几何角度对刀型截齿力学特性的影响被引量：1
- 2015年
- 为分析刀齿刀头几何角度对刀齿在旋转截割煤岩过程中力学特性的影响,利用ABAQUS/Explicit对不同斜角、前角和后角的刀齿旋转截割煤岩过程中所受三向载荷进行数值模拟。采用回归分析方法,建立了截割阻力均值和后角之间的关系式。结果表明:斜角和后角增大均可以减小截割阻力和牵引阻力的峰值、平均值,同时可降低两力的波动程度;增大前角可以减小截割阻力的峰值均值、平均值,降低波动程度,但会使牵引阻力峰值的均值和平均值增大、波动程度加剧。该研究为刀型截齿的力学特性提供了参考。
- 宋胜伟高修林
- 极薄煤层采煤机滚筒的装煤过程与性能评价被引量：7
- 2020年
- 为探明极薄煤层采煤机滚筒工作参数的匹配对装煤效率和装煤能耗的影响,根据滚筒工作参数区间设计均匀实验表,以装煤效率和装煤能耗为评价目标,运用EDEM离散元颗粒仿真软件数值模拟了采煤机采煤过程,利用最小二乘法修正了装煤效率理论公式,分析装煤轴向等效功率、截割功率和装煤能耗。结果表明:滚筒转速85 r/min,牵引速度2 m/min时装煤效率最大为61.6%,装煤能耗为2.90%;截割功率与装煤轴向等效功率受牵引速度影响较大,随牵引速度增大截割功率增加速率大于装煤轴向等效功率,装煤能耗随牵引速度增加而减小。
- 刘春生于念君张艳军
- 关键词：采煤机
- 采煤机记忆截割滚筒高度的检测模型被引量：5
- 2017年
- 采煤机滚筒高度的可靠检测是实现采煤机记忆截割控制的关键。依据采煤机滚筒调高机构工作原理,建立基于摇臂角位移和调高油缸线位移两种传感器的检测转换数学模型,获得滚筒高度与传感器检测量和传感器精度之间的数学关系,分析比较了两种检测误差。结果表明:在高度控制误差相同的条件下,油缸行程误差检测方法在线性度和精度保证上均优于角度检测误差的方法。该研究可为采煤机记忆程控截割中传感器类型的选择与传感器参数的转换提供参考依据。
- 孙月华曹贺
- 关键词：采煤机滚筒数学模型
- 截齿链传动的力学特性
- 2017年
- 为弥补截齿链传动系统研究的不足,探寻截齿链受力状态与数学模型结构的关系,通过分析截齿链的张力组成,给出了张力的基础载荷和附加动载荷形式,建立了截齿链链节在紧边、松边以及主从动链轮齿与铰接滚子接触啮合区的力学模型。结合算例分析啮合区的链节张力特性,其最小值在啮合区的中间位置。该研究可为截齿链传动方式的深入研究及应用设计提供理论基础。
- 徐鹏李占奎范顺成
- 关键词：力学特性动载荷
- 随机载荷对双滚筒采煤机整机力学特性的影响被引量：8
- 2012年
- 为了探究滚筒采煤机导向滑靴和支撑滑靴的受力规律,综合考虑采煤机的结构参数、运行参数及煤层倾角对整机力学特性的影响,建立采煤机整机力学模型及状态方程。在单截齿随机载荷的基础上,应用滚筒载荷的叠加算法,得出采煤机在随机载荷作用下前导向滑靴比后导向滑靴的受力波动较大,同时给出各力的大小和方向。
- 刘春生李德根戴淑芝
- 关键词：采煤机力学模型随机载荷
- 极薄煤层采煤机装煤效果的数学模型与数值模拟被引量：3
- 2020年
- 为评价不同煤层倾斜角下极薄煤层采煤机装煤效果,分析滚筒工作状态下出煤口煤的堆积面积和煤的推挤力,给出不同煤层倾角下的装煤影响系数,建立了装煤效率理论模型。通过设计滚筒工作参数均匀实验表,以装煤效率为目标,利用EDEM软件模拟不同煤层倾角下滚筒装煤过程,获得不同煤层倾角下装煤效率随滚筒转速和牵引速度的变化规律,采用最小二乘法修正不同煤层倾角下的装煤效率模型。结果表明:在工作倾角为15°、走向倾角为0°、滚筒工作参数比值大于25时,其装煤效率非线性度明显增大;在工作倾角为0°,走向倾角为15°工况下,滚筒工作参数比值大于30时,其装煤效率非线性度明显增大,修正后的滚筒装煤效率模型更为符合实际变化规律。该研究为不同工况下装煤效率的研究提供理论方法。
- 刘春生白云锋于念君
- 关键词：极薄煤层采煤机装煤效果
- 修正离散正则化算法的截割煤岩载荷谱的重构与推演被引量：34
- 2014年
- 为探求镐型截齿载荷反演定量求解的方法,利用多截齿参数可调式旋转截割实验台,对不同楔入角镐型截齿的载荷进行关联分析。采用修正离散正则化方法,根据镐型截齿实验载荷谱及其结构和运动参数,重构其载荷谱,提取载荷谱特征参量,给出不同楔入角载荷谱的拓扑关系及推演算法。结果表明：楔入角在35°～50°以及楔入角和齿尖半锥角之和小于90°时,给出了实验截割载荷随楔入角的增大呈现出极值性的变化规律。重构40°和45°楔入角截齿载荷谱的特征值易辨识和提取,其截割能量主要处在1～4 Hz,二者均值关系为F40°≈1.2F45°,幅值之间具有正相关性,其相关系数r=0.976 7。其推演和重构载荷的特征值与实验最大值误差分别为1.5%,9.8%,均值误差分别为5.5%,1.6%,二者具有较高的吻合度。
- 刘春生任春平李德根
- 关键词：载荷谱镐型截齿
