面向井下巷道環(huán)境的掘進機設計方案求解與性能優(yōu)化仿真技術及其應用研究.pdf

1、井下巷道環(huán)境的復雜性給煤礦采掘裝備的開發(fā)設計帶來了挑戰(zhàn)，本文針對掘進機設計過程中其功能方案描述信息不完整、截割參數(shù)難以保證掘進性能、設計結果缺乏綜合驗證等問題，在對相關方面進行研究的基礎上，提出了面向井下巷道環(huán)境的掘進機設計方案求解與性能優(yōu)化仿真技術，并結合實際項目需要將其應用于掘進機的開發(fā)設計過程中。
　　論文的主要內容如下:
　　第一章概述了掘進技術和掘進設備的發(fā)展，綜述了產品功能建模、設計參數(shù)優(yōu)化、性能仿真技術的研究現(xiàn)

2、狀，在分析現(xiàn)有方法不足的基礎上，提出了面向井下巷道環(huán)境的掘進機設計方案求解與性能優(yōu)化仿真技術，給出了本文的研究內容和組織結構。
　　第二章提出了一種基于物元可拓變換的功能特征多屬性建模方法，定義了掘進機的功能特征，將其工作的井下巷道環(huán)境作為屬性的一種，采用多種屬性對其進行描述，利用物元模型來形式化表達功能特征及其屬性，通過功能特征物元和屬性物元的置換、增刪、分解、擴縮等一系列可拓變換，構建掘進機功能特征層次模型，從而實現(xiàn)掘進機的功

3、能建模。最后以EBZ-160型掘進機截割功能特征層次模型的構建為例進行了說明。
　　第三章在從煤巖硬度、截割粉塵等方面分析井下巷道環(huán)境對掘進機截割參數(shù)影響的基礎上，提出了基于混合蛙跳算法的掘進機截割參數(shù)多目標求解方法。分析并確定了掘進機掘進性能的三個優(yōu)化目標，以相關設計參數(shù)為變量，以截割時參數(shù)變量的取值范圍為約束條件，建立了掘進機截割參數(shù)的多目標優(yōu)化模型，對混合蛙跳算法中種群排序與局部搜索方法進行改進并用于模型求解。最后利用該方法

4、對EBZ-160J18型掘進機的關鍵截割參數(shù)進行了優(yōu)化，使其掘進性能得到提升。
　　第四章對巷道掘進過程中掘進機工作部件的多個性能進行仿真分析，采用構件化技術建立掘進機的仿真模型;給出了掘進機多性能仿真分析的流程和內容;從運動學、動力學、靜力學三個方面分析了縱軸式掘進機巷道掘進的擺臂運動、截割振動、裝載關鍵部件強度，并建立相關的運動學及動力學數(shù)學模型，以此來對其進行多性能仿真;最后以EBZ-260HD型掘進機為例，給出了其擺臂升降