基于ANSYS-LS-DYNA的采煤機(jī)截齒動力學(xué)分析及可靠性研究.pdf

1、由于煤體的非均質(zhì)性很大，煤體不是質(zhì)料均勻的各向同性體，因此應(yīng)把采煤機(jī)截齒破碎煤體的過程視為一個隨機(jī)復(fù)雜過程。采煤機(jī)通過截齒進(jìn)行煤巖破碎工作，截齒的截割破煤性能和可靠性直接影響著采煤機(jī)整機(jī)的截割破煤性能和可靠性，因此，對截齒進(jìn)行截割動力學(xué)分析和可靠度計算有著很重要的意義。
　　首先，本文介紹了煤巖體的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及煤巖的破壞特性，從理論上分析了截齒截割煤巖的過程中所經(jīng)歷的不同階段。分析了截齒在截割過程中所受的三向阻力以及三向阻

2、力的理論計算方法，研究分析了影響采煤機(jī)截齒截割性能的主要因素有截齒的磨損、截割煤體的厚度和切削的角度等。
　　其次，將仿真得到的截齒三向力數(shù)據(jù)與已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差對比，驗(yàn)證仿真分析的可行性。利用ANSYS/LS-DYNA軟件對截齒截割破煤的過程進(jìn)行動態(tài)仿真，提取仿真結(jié)果并用MATLAB后處理，得到截齒的截割阻力、牽引阻力和側(cè)向力與截齒截割煤巖厚度和截割角度之間的變化關(guān)系，另外還分析了煤巖施加側(cè)壓對截齒截割阻力的影響。運(yùn)用MATL

3、AB對截齒三向力進(jìn)行頻譜分析，分析截齒載荷在頻域上的特征，得出了截齒載荷信號的主要頻率段分布，對研發(fā)設(shè)計采煤機(jī)截齒提供了參考依據(jù)。
　　然后，提取仿真分析結(jié)果對截齒應(yīng)力進(jìn)行分析，得出截齒應(yīng)力的分布特征。考慮到截齒和煤巖參數(shù)的隨機(jī)性，結(jié)合拉丁超立方抽樣、LS-DYNA仿真和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合截齒最大等效應(yīng)力與隨機(jī)變量之間的函數(shù)關(guān)系，得出映射關(guān)系公式。
　　最后，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合出的輸入輸出關(guān)系式，再結(jié)合均值一次二階矩方法進(jìn)行截齒