采矿平面应力相似模拟试验装置的研制

相似模拟试验是研究采矿工程问题常用的方法.基于采矿工程学科实验教学和科研的试验要求,自制了采矿平面应力相似模拟试验装置,该装置采用液压伺服控制、多油缸均布加载技术,较好地解决了以往模型试验采用杠杆加载、加载范围有限、均匀性差、模型的稳定性不好、载荷恒定以及调整困难等技术难题.可实现对采场、巷道进行相似模拟试验以及工字钢梁、木梁、钢筋混凝土构件等进行抗弯强度试验.静态伺服液压控制系统设计合理,操作方便,具有长期稳压功能,密封性能可靠,输出压力为0.2~31.5 MPa,且压力无级可调,压力传感器与数据采集仪连接可实现自动采集数据.     

管件液压成形过程的有限元分析及实验研究

以圆管变形为管球相间零件为研究对象,对液压成形这种新工艺进行研究.采用计算机数值模拟与试验相结合的方法,分析了圆管液压成形过程.管件液压成形主要有褶皱和破裂两种失效形式,而成形控制中最主要的参数之一是压力,即管件内部压力和轴向压力.在对不同加载路径进行分析后,得出模拟结果与相同条件下的实验结果比较吻合的结论.研究表明了液压成形工艺中加载路径(内压力与轴向压力的配比关系)的重要性,同时也证实了用计算机模拟仿真液压成形过程具有一定的可靠性.     

压力脉冲试验伺服控制系统机理分析与仿真试验

为实现压力脉冲试验中标准压力波形的精确动态跟踪控制,满足高压力高频率持续冲击的要求,建立该试验的液压伺服系统与测控平台.将飞机用作动筒和伺服阀等被试液压件处理为封闭容腔,利用油液压缩性进行建压,采用LabVIEW图形化编程技术完成了液压系统的可视化动态伺服控制.在建立伺服阀、被试容腔和蓄能器数学模型的基础上,结合数字PID控制算法,完成AMESim环境下的仿真,对比分析不同容腔容积和冲击频率对系统性能的影响,得到不同条件下系统流量和阀口开度等参数的理论值,仿真结果表明伺服阀需要有额定200L/min以上的通流能力.实际试验系统以压力等级50MPa,通流能力230L/min的大流量伺服阀为直接控制对象,试验高压达到50 MPa,并可无级调整,压力冲击波形周期2 Hz、区间5~42 MPa,试验曲线落在标准阴影区以内,试验结果符合预期指标,并验证了仿真分析的可靠性.     

基于改进遗传算法的ROV推进器伺服系统辨识

针对ROV变量液压推进器伺服控制系统的控制模型,提出了采用改进遗传算法进行控制模型参数辨识。为解决遗传算法易早熟,难以找到精确解等问题,采用一种基于均匀设计的种群初始化方法和一种改进变异方式的深度捕食策略,有效提高了ROV变量液压推进器伺服控制模型辨识算法的全局收敛性和搜索效率。同时,利用液压试验平台搭建液压回路模拟液压推进器伺服控制系统,采集试验数据辨识得到了ROV变量液压推进器的精确控制模型,仿真和实验结果证明了辨识算法的可行性和模型的正确性。     

热轧带钢卷取机AJC液压伺服控制系统的设计与研究

结合工程实际,研究并设计了一套先进实用的热轧带钢卷取机AJC液压伺服控制系统.通过对卷取机助卷辊的AJC动作及控制的分析,设计出了AJC控制系统,并对其进行了建模及仿真分析、模拟加载验证.     

内置等强缩尺3D打印支护系统的矿山相似物理模拟试验研究

相似模拟试验方法是矿山工程研究中一种重要的研究手段,它在解析岩层移动、矿山压力、多场耦合等方面具有明显优势.为进一步优化这种试验方法,本文利用3D打印技术制作缩尺支护构件并将其植入相似物理模型,整套模拟系统按照30∶1的比例以工程模型为原型进行缩尺,其中煤岩层和支护系统均遵照等强原则进行还原.缩尺煤岩层采用混凝土材料制备,缩尺支护系统采用不锈钢粉末3D打印制作成型;同时,本文设计加工了能够将相似物理模型适用于MTS伺服压力试验机的高强加载框架.测试中,通过声发射、数字散斑以及全程录像分析模型的微观破坏机理、位移场变化过程以及模型失效特征.测试结果表明：巷道周边关键测点位移变化、巷道和支护系统变形失效特征以及整体岩层变形破坏分区与真实情形高度吻合,符合矿山压力作用下的岩层变形规律.此外,声发射特征表明模型在多次受载过程中表现出凯瑟效应.本研究认为采用内置等强缩尺的3D打印支护系统具有极好的适应性,可提高测试精度,对于提升相似物理模拟研究水平具有参考价值和现实意义.     

镁合金盒形件充液拉深液压力的研究

用有限元模拟软件Marc对镁合金盒形件的充液拉深成形过程进行了数值模拟,讨论了液压力对成形的影响,得出了成形的比较理想的液压加载方式、最大液压力等参数.     

海底管道连接器试验台液压控制系统模拟

针对海底管道连接器专用测试平台进行了液压系统的联合仿真.根据液压原理图和控制方框图使用AMEsim软件对液压控制系统进行模拟,通过仿真结果分析液压缸运动的同步性和活塞杆受力情况,以及系统保压时活塞杆作用力的变化情况.通过模拟得到液压缸在运动和加载情况下误差能够保证在3%范围内,多只液压缸同时动作时能够保证很好的稳定性,在扭矩加载时两只液压缸达到最大位移和加载力相差0.8 s,误差为2.8%3%,满足试验需求,试验台液压系统具有良好的性能.     

隔震换能控制装置力学性能试验研究

根据隔震换能控制系统的工作原理和液压系统的设计原则。设计制作了一套隔震换能控制装置,并在电液伺服加载系统上进行了试验,测试了隔震换能控制装置的主要力学性能,试验研究表明,隔震换能控制装置具有非常好的换能性能,并且具有出力大、位移大、耗能能力大等特点。     

空心圆柱试样真三轴仪应力路径的控制

介绍了新研制的空心圆柱试样真三轴仪内外腔加载压力独立控制的机电液光一体化电液伺服加载装置,以及由步进电机独立控制沿试样轴向方向的载荷和为实现主应力旋转在试样端面上施加设定的控制扭矩的加载装置。采用卡尔曼滤波及预报递推控制算法,克服步进电机加载系统与电液伺服加载装置响应速度不一致的问题,从而在连续加载试验中,使尽可能多的离散点遵循设定的加载应力路径。