基于PROE和ADMAS的薄煤层液压支架建模与仿真.doc

基于PROE和ADMAS的薄煤层液压支架建模与仿真
2010-11-01 23:46:06  作者: 韩文东  来源:互联网
本文针对薄煤层液压支架的特点。对液压支架采用三维软件进行建模,在通过多体动力学软件进行运动学分析,为实现参数化设计和虚拟设计提供了新的方式。节省了设计学用和缩短了设计周期。
虚拟样机技术(Virtual Prototyping VP)又称系统动态仿真技术,是20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速起来的计算机辅助工程(puter Aided Engineering)技术。它以机械系统运动学、动力学和控制学理论为核心,借助于成熟的三维计算图形技术,图形的用户界面技术、信息技术、集成技术等。将分散的产品设计开发和分析过程集成在一起。
液压支架是综采设备的主要设备之一,薄煤层液压支架在开采过程中由于煤层的特殊性,要求有更大的伸缩比,因此关键技术之一就是需要有合理的四连杆机构的设计,设计参数向高工作阻力,大中心距发展,结构件材料越来越多的采用高强度钢材;无论薄煤层液压支架还是其他类型的液压支架另—个关键的技术就是控制系统,先进的控制系统,。
本文以ZY5200/8/18D型薄煤层液压支架为例,在三维软件Pro/E中建立起液压支架的三维实体模型,使用虚拟样机技术(采用多体系统动力学分析软件ADAMS)建立液压支架的虚拟样机系统。
1薄煤层液压支架的建模
 
图1液压支架三维实体模型
2实体模型导入
进行三维实体建模之后,然后采用标准文件转换协议,在ADAMS中创建虚拟样机主模型把每—个零件的IGES文件读人到虚拟环境中进行装配定义运动副和边界条件。以上工作完成之后就可以根据研究工作的具体需要选取不同的分析参数和边界条件来研究液压支架的受力和运动学、动力学问题。
 
图2导入实体模型
3仿真分析
通过对模型的仿真分析,它能实现预期的运动,在此基础上就可进行参数化设计。

立柱的液压力是通过弹簧来实现的,故将弹簧的刚度设计为变量即可得到液压力对支架性能的影响。图3为立柱倾角为零度时顶粱前端点的水平位移随弹簧刚度的变化曲线图。
 
图3顶梁前端点的水平位移随弹簧刚度变化的曲线图
由图3中可看出,顶梁前端点的水平位移随弹簧刚度的增大是逐渐减小的,与实际是相符的。在曲线中有两个转折点,下降速率