采煤机动力学分析方法与系统

目录 第1章 绪论 1 1.1 研究目的与意义 1 1.2 国内外研究动态 3 1.2.1 采煤机动力学分析 3 1.2.2 基于NX NASTRAN的动力学分析 4 1.2.3 基于网络的动力学分析 4 1.2.4 动力学分析系统 5 1.3 主要研究内容 6 第2章 采煤机动力学分析 8 2.1 引言 8 2.2 采煤机的结构组成与工作原理 8 2.2.1 采煤机的结构组成 8 2.2.2 采煤机的工作原理 10 2.3 虚拟样机技术及多体动力学理论 11 2.3.1 虚拟样机技术 11 2.3.2 多刚体系统动力学理论 12 2.3.3 刚柔耦合动力学理论 13 2.4 采煤机整机动力学分析 14 2.4.1 虚拟样机模型建立 14 2.4.2 仿真结果分析 17 2.5 采煤机截割部动力学分析 21 2.5.1 截割部虚拟样机模型建立 21 2.5.2 截割部传动系统运动学仿真 24 2.5.3 截割部传动系统动力学仿真 27 2.5.4 摇臂和提升托架动力学分析 30 2.6 采煤机牵引部动力学分析 43 2.6.1 牵引部行星齿轮机构模型的建立 43 2.6.2 添加约束与接触创建 44 2.6.3 添加驱动与负载 45 2.6.4 运动学分析 45 2.6.5 动力学分析 47 2.7 本章小结 52 第3章 采煤机动力学分析系统总体设计与关键技术 54 3.1 引言 54 3.2 系统设计目标 54 3.3 系统框架设计与功能设计 55 3.3.1 框架设计 55 3.3.2 功能设计 57 3.4 系统开发环境 58 3.4.1 系统开发模式的选取 58 3.4.2 开发平台工具的选取 58 3.4.3 系统开发语言的选取 59 3.5 系统开发关键技术 60 3.5.1 基于NX的二次开发技术 60 3.5.2 基于三维模型模板的参数化建模技术 66 3.5.3 基于NX NASTRAN的参数化CAE分析技术 67 3.5.4 基于NX NASTRAN的参数化优化设计技术 68 3.5.5 基于NX NASTRAN的参数化CAD/CAE集成技术 68 3.5.6 基于ADAMS的在线参数化仿真技术 69 3.6 本章小结 70 第4章 基于NX的采煤机参数化CAD建模子系统 71 4.1 引言 71 4.2 参数化CAD建模子系统总体设计 71 4.2.1 参数化CAD建模原理与方法 71 4.2.2 参数化CAD建模子系统结构设计 72 4.2.3 参数化CAD建模子系统功能设计 72 4.3 参数化CAD建模子系统开发的关键技术 73 4.3.1 参数化模型模板 73 4.3.2 应用程序编程接口 76 4.3.3 参数化CAD建模程序执行流程 77 4.4 参数化CAD建模子系统的开发与实现 78 4.4.1 注册环境变量 78 4.4.2 建立三维模型模板 79 4.4.3 子系统菜单设计 79 4.4.4 子系统对话框设计 79 4.4.5 项目创建及动态链接库文件生成 80 4.5 实例验证 81 4.6 本章小结 81 第5章 基于NX NASTRAN的采煤机参数化CAE分析子系统 82 5.1 引言 82 5.2 参数化CAE分析子系统总体设计 82 5.2.1 参数化CAE分析原理与方法 82 5.2.2 参数化CAE分析子系统结构设计 82 5.2.3 参数化CAE分析子系统功能设计 83 5.3 参数化CAE分析子系统开发的关键技术 84 5.3.1 参数化CAE分析程序执行流程 84 5.3.2 获取NX NASTRAN接口函数 86 5.3.3 系统菜单与界面设计技术 88 5.4 参数化CAE分析子系统的开发与实现 91 5.4.1 注册项目路径与开发目录 91 5.4.2 定制系统菜单和对话框 92 5.4.3 项目创建及动态链接库文件生成 92 5.5 实例验证 95 5.6 本章小结 101 第6章 基于NX NASTRAN的采煤机参数化优化设计子系统 102 6.1 引言 102 6.2 参数化优化设计子系统总体设计 102 6.2.1 参数化优化设计原理与方法 102 6.2.2 参数化优化设计子系统结构设计 103 6.2.3 参数化优化设计子系统功能设计 103 6.3 参数化优化设计子系统开发的关键技术 104 6.3.1 程序执行流程 104 6.3.2 接口函数及类库 105 6.4 参数化优化设计子系统的开发与实现 105 6.4.1 设置环境变量 105 6.4.2 菜单设计 106 6.4.3 对话框设计 107 6.4.4 项目创建及动态链接库文件生成 108 6.5 实例验证 109 6.6 本章小结 111 第7章 基于ADAMS的采煤机在线参数化仿真子系统 112 7.1 引言 112 7.2 系统设计基本原理 112 7.2.1 ADAMS仿真方式 112 7.2.2 模型语言与仿真控制脚本语言 113 7.2.3 采煤机运动机构建模 114 7.3 系统工作流程 115 7.4 系统实现关键技术 117 7.4.1 人机交互界面设计 117 7.4.2 ADAMS接口及调用 117 7.4.3 结果数据处理 118 7.5 调高机构在线参数化仿真子系统开发实例 119 7.5.1 界面设计 119 7.5.2 数据预处理 120 vi 采煤机动力学分析方法与系统 7.5.3 模型文件 121 7.5.4 数据筛选 121 7.5.5 数据重组 121 7.6 实例验证 122 7.7 本章小结 124 第8章 基于ADAMS的采煤机上传模型在线仿真子系统 125 8.1 引言 125 8.2 系统设计原理 125 8.2.1 宏命令语言 125 8.2.2 ADAMS中碰撞力计算 126 8.3 系统工作流程 128 8.4 系统实现关键技术 129 8.4.1 人机交互界面设计 129 8.4.2 模型文件上传 129 8.4.3 模型参数的获取 130 8.4.4 结果数据的处理 130 8.5 齿轮机构上传模型在线仿真子系统开发实例 131 8.5.1 界面设计 131 8.5.2 模型文件验证与上传 132 8.5.3 模型参数的获取 132 8.5.4 齿轮刚度计算 133 8.5.5 数据离散 135 8.6 实例验证 135 8.7 本章小结 137 第9章 基于ADAMS的采煤机仿真记录与仿真视频子系统 138 9.1 引言 138 9.2 系统设计原理 138 9.2.1 网络数据库 138 9.2.2 ADAMS仿真视频 139 9.2.3 网页视频播放 140 9.3 系统工作流程 141 9.4 系统实现关键技术 142 9.4.1 人机交互界面设计 142 9.4.2 双数据库设计 143 9.4.3 数据库操作 145 9.5 采煤机仿真记录与仿真视频子系统开发实例 146 9.5.1 界面设计 146 9.5.2 读取数据 147 9.5.3 视频播放 148 9.6 实例验证 149 9.6.1 仿真记录子系统 149 9.6.2 仿真视频子系统 149 9.7 本章小结 150 第10章 系统测试与应用 151 10.1 引言 151 10.2 系统测试 151 10.2.1 测试目的与内容 151 10.2.2 测试方法与测试步骤 152 10.2.3 测试结果与结论 154 10.3 应用实例 155 10.4 本章小结 161 第11章 结论与展望 162 11.1 主要结论 162 11.2 主要创新点 162 11.3 进一步工作展望 163 参考文献 164 附录 167