国际科技合作与交流专项项目(2011DFA72120)
- 作品数：8 被引量：69H指数：6
- 相关作者：寇子明吴娟吴国雄刘玉辉寇保福更多>>
- 相关机构：太原理工大学更多>>
- 发文基金：国际科技合作与交流专项项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程更多>>
- 矿井柔性提升系统运行过程中钢丝绳横向振动的特性研究被引量：18
- 2015年
- 针对矿井提升系统运行过程中钢丝绳长度变化的柔性特征,结合Kelvin黏弹性模型,建立了基于Hamliton原理的柔性提升系统钢丝绳横向振动的控制方程。利用无线加速度位置传感器在多个煤矿开展了现场试验,并对钢丝绳横向振动数据进行了无线采集,详细分析了横向振动振幅分别与测点位置和提升高度的关系。结果表明:现场试验得到的测试数据与数值模型仿真结果的变化规律基本一致,验证了柔性提升系统钢丝绳横向振动的准确性。越靠近罐笼处钢丝绳横向振动越大,且随着矿井深度的增加振动会大幅度增大。通过比较提升系统运行方向对振动的影响发现钢丝绳上行运行的振动较下行运行大。
- 寇保福刘邱祖刘春洋梁钦
- 关键词：矿井提升系统钢丝绳HAMILTON原理现场测试
- 提升系统换绳过程中钢丝绳横向振动行为分析被引量：3
- 2015年
- 提升系统中钢丝绳的更换是矿井生产不可缺少的环节,而钢丝绳在送递过程中产生的振动将直接对安全造成影响。借助多尺度方法求解连续运动体的优点,对两端简支的轴向运动弦线的数值模型进行了求解。开展了送绳过程中钢丝绳横向振动的实验并与模型结果进行比较。实验结果表明:测试结果和仿真结果的变化规律基本一致,验证了数值模型的准确性。分析了送绳速度和简支距离对钢丝绳横向振动位移的影响,确定了2~4 m/s的送绳速度和1.5~2.5 m的简支距离是较好地。
- 寇保福刘邱祖李为浩王凯
- 关键词：换绳多尺度方法
- 落地式多绳摩擦提升系统动态特性研究被引量：6
- 2015年
- 将提升钢丝绳简化为具有分布质量的均匀变形弹性线,并将长度时变的平衡钢丝绳质量集中在两侧提升容器上,利用拉格朗日方程建立了落地式多绳摩擦提升系统5自由度数学模型,其方程为耦合、变系数和非线性的二阶常微分方程。以某矿落地式摩擦提升系统运行参数为例,对非线性微分方程进行求解,分析两种工况下各自由度的动态响应和最大张力值。对比分析刚体动力学和弹性动力学计算的张力和张力差,提出了基于弹性动力学的提升系统防滑校核和提升钢丝绳选型方法。并进行了现场测试,实测曲线和仿真曲线变化规律基本一致,验证了5自由度数学模型建立和求解方法是有效的。对多绳摩擦提升系统动态设计提供了理论参考。
- 吴娟寇子明王有斌
- 关键词：动态特性
- 单捻钢丝绳股内钢丝应力分布研究被引量：7
- 2014年
- 基于钢丝绳的空间螺旋结构及微分几何理论,利用三维建模软件和有限元法建立1×37 IWS单捻钢丝绳三维实体模型和有限元模型,采用Augmented-Lagrangian算法及相应接触参数,结合相应的边界条件进行仿真。仿真显示:在轴向载荷作用下,中心丝的应力要大于其他层钢丝应力;由于钢丝绳股内钢丝点接触状态,导致钢丝应力呈现等幅度周期性波动;理论计算和模拟仿真结果基本一致,验证了模型具有一定的合理性。
- 刘玉辉寇子明吴娟吴国雄
- 关键词：应力分布有限元法仿真
- 更换多绳摩擦提升机首绳的新方法被引量：5
- 2014年
- 针对目前矿井提升机首绳更换作业存在的问题,利用现有BHS型首绳快速更换设备的特有功能,提出了一种安全、快速、稳定地更换多绳摩擦提升机首绳新方法。从根本上解决了常规首绳更换工艺方法存在的施工事故多、同步性差、损坏新绳和井底收绳受限等难题,该方法具有很好的推广应用前景。
- 寇保福寇子明刘邱祖
- 关键词：多绳摩擦提升机
- 多绳摩擦提升系统钢丝绳横向振动分析与试验被引量：9
- 2015年
- 将平衡钢丝绳的质量等效在提升容器上,利用哈密顿方程建立了塔式多绳摩擦提升系统变长度提升钢丝绳偏微分横向振动方程.应用修正伽辽金方法对振动方程离散化处理,以某矿副立井提升系统运行状态曲线作为运动参数输入,分析不平度和激励对提升钢丝绳横向振动的影响.进行了现场测试,并将实测曲线和仿真曲线进行快速傅里叶变换,与获取的幅频特性曲线进行对比,发现仿真结果与试验结果基本一致.研究表明:在外界干扰激励作用下,摩擦提升系统易产生横向振动,上端激励对钢丝绳横向振动的影响会超过罐道不平度的影响,上行工况比下行工况钢丝绳振动剧烈.
- 吴娟寇子明梁敏吴国雄
- 关键词：摩擦提升系统钢丝绳快速傅里叶变换
- 独立钢丝绳芯钢丝绳应力及变形分布被引量：19
- 2014年
- 以右交互捻钢丝绳为例,在一次螺旋线空间方程的基础通过Frenet-Serret标架上推导出二次螺旋线空间矢量表达式。构建了14-6×36WS-IWRC-s Z和14-6×36WS-IWRC-z Z两种钢丝绳有限元分析模型。采用Augmented-Lagrangian算法,分析两种捻向钢丝绳外股层钢丝应力及变形分布规律。研究结果表明:钢丝的捻制方式和空间位置对股内钢丝的应力及变形影响很大;右交互捻和右同向捻钢丝绳二次捻制钢丝的等效应力呈现不均匀分布,钢丝的最大等效应力随着曲率的变化而变化;右交互捻和右同向捻钢丝绳变形基本相同,同层钢丝变形呈现抛物线分布且绳股中离绳芯较近钢丝的变形均大于同层其它钢丝;右同向捻钢丝绳股内钢丝应力、变形及钢丝之间的错动量幅值均大于右交互捻钢丝绳。并进行14-6×36WS-IWRC-s Z钢丝绳拉伸试验,在误差允许范围内,试验结果与模拟结果基本吻合,验证了模型的正确性。
- 吴娟寇子明刘玉辉吴国雄
- 关键词：有限元法
- 弯曲钢丝绳股内钢丝应力应变数值模拟被引量：14
- 2015年
- 以右交互捻钢丝绳为例,根据弯曲钢丝绳结构特点及股内钢丝的缠绕关系,应用微分几何理论建立了Frenet-Serret标架图,推导出弯曲状态二次螺旋线空间矢量表达式。构建了12-6×7IWRC右同向捻和右交互捻钢丝绳有限元分析模型。以钢丝绳一端约束3个方向自由度,另一端施加轴向集中载荷作为加载工况,确立模型求解的边界条件,分析2种捻向钢丝绳等效应力及变形分布规律。仿真结果表明:弯曲状态下右交互捻钢丝绳等效应力变化幅度高于右同向捻钢丝绳等效应力,右同向捻钢丝绳变形大于右交互捻钢丝绳变形。进行弯曲右交互捻钢丝绳拉伸试验,比较了钢丝绳的试验值、仿真值和Costello理论计算值,最大误差为10%。在误差允许范围内试验结果与模拟结果基本吻合,验证了模型的正确性。
- 吴娟寇子明刘玉辉刘玉辉
- 关键词：钢丝绳应力
