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薄煤层采煤机振动特性研究（硕士学位论文），共77页。
摘要
由于煤层厚度变化及复杂的地质构造，加之采煤机工作环境恶劣、截割工况复杂等因素的影响，滚筒在截割煤岩时受到的瞬时冲击载荷具有多变量、强耦合、非线性、时变性和复杂性等特征，采煤机在工作过程中受到较大的冲击，过于强烈的振动易使采煤机关键零部件承受较大的动应力，造成采煤机的机械系统、液压系统和电控系统出现故障，影响采煤机的正常工作。
基于 Pro/E、ADAMS 和 ANSYS 软件构建的协同仿真平台，建立了薄煤层采煤机刚柔耦合模型，同时利用 MATLAB 准确的计算出截齿受到的瞬时负载，并将其转化为频域样条曲线后导入在协同仿真环境下建立的采煤机刚柔耦合振动模型中，对其进行受迫振动分析。识别出系统的主要模态参数以及容易被激发的振型，同时绘制处采煤机各测试点的加速度频响曲线，确定了对系统影响最大的频率；分析采煤机不同阶次振动模态产生的响应，研究各阶模态能量集中的部位，从能量角度对其振型进行定量地刻画，为后续采煤机在线监测中传感器的布置提供有效的理论参考；基于 ANSYS 软件对摇臂壳体及牵引部壳体进行了模态分析，获得了两壳体的自由模态振型、约束模态振型及对应的应变云图；在模态分析的基础上对牵引部壳体进行了谐响应分析，得出其在不同频率的正弦激励下的响应情况，为其结构强度优化以及耐冲击、抗振能力的提高提供了参考。
本文将协同仿真技术引入到薄煤层采煤机刚柔耦合系统的振动特性研究中，为采煤机的分析、设计、测试、评价提供了重要的参考，同时也为降低采煤机振动及减小综采工作面的噪声，改善工人作业环境提供了一种新的方法。
关键词：薄煤层采煤机；虚拟样机技术；刚柔耦合；振动特性；模态分析

目 录
摘 要I
Abstract II
1 绪论1
11 国内外薄煤层采煤机的发展现状1
111 国外薄煤层采煤机的发展现状1
112 国内薄煤层采煤机的发展现状2
12 采煤机振动的研究现状3
13 课题研究的意义及主要内容4
131 课题研究的意义4
132 课题研究的内容5
2 虚拟样机技术及其相关理论6
21 虚拟样机技术6
211 虚拟样机技术发展6
212 虚拟样机技术在采煤机研发中的应用 7
213 多领域建模与协同仿真 8
22 多体动力学理论8
23 振动基础理论10
24 本章小结 11
3 薄煤层采煤机刚柔耦合模型的建立12
31 采煤机的组成及其工作原理12
311 采煤机的组成12
312 采煤机工作原理13
32 基于 Pro/E 的薄煤层采煤机模型的建立13
321 采煤机零部件的建模13
322 采煤机的虚拟装配15
33 基于 ADAMS 的薄煤层采煤机刚柔耦合模型的建立17
331 刚体模型的建立17
332 柔性体的建立18
333 刚柔耦合模型的建立19
34 载荷的计算20
35 本章小结 25
4 基于 ADAMS 的薄煤层采煤机振动特性研究26
41 振动测试的添加及仿真参数的设置26
411 振动测试的添加26
412 仿真参数的设置27
42 采煤机振动特性分析28
421 系统主要模态参数识别 28
422 系统主要振型分析29
423 系统模态参与程度分析 32
424 系统频率响应分析34
43 系统模态能量分析38
44 壳体高动力区域分析40
45 本章小结 42
5 基于 ANSYS 的薄煤层采煤机振动特性研究43
51 ANSYS 模态分析与谐响应概述43
52 自由模态分析43
521 摇臂壳体自由模态分析 43
522 牵引部壳体自由模态分析45
53 约束模态分析47
531 摇臂壳体约束模态分析 47
532 牵引部壳体约束模态分析49
54 谐响应分析52
55 本章小结 58
6 结论与展望59
参 考 文 献60
作 者 简 历64
学位论文原创性声明65
学位论文数据集66