基于遗传算法的旋挖钻机回转减速器优化设计

基于遗传算法的旋挖钻机回转减速器优化设计

一、基于遗传算法的牙轮钻机回转减速器优化设计(论文文献综述)

安迪[1](2019)在《离合器摩擦片参数优化及仿真》文中认为时至今日,汽车产业得到了迅猛的发展。机动车高性能和优越的舒适性成为了消费者购买的首要参考因素。在机动车传动系统中离合器占据着重要位置,其性能对机动车的传动效率与舒适性起决定性作用。摩擦片是离合器中的核心部件。它的结构特点决定了离合器的转矩传递效率和性能。近年来,国内外研究人员对离合器摩擦片进行了多方面的分析研究,通过实验、仿真等多种方式对离合器摩擦片进行研究,并通过多种算法建立数学优化模型,从来优化摩擦片的温升、滑磨时间、体积等问题。这为离合器摩擦片的参数设计提供了实验基础与理论参考。本文,以某一牵引车为研究对象,对其传动系统中湿式离合器摩擦片进行参数优化。本文结合国内外研究人员的先进优化方法与设计理论,针对湿式离合器摩擦片设计参数诸多的不确定性,以湿式离合器摩擦片整体体积最小和传递转矩性能为优化目标进行双目标优化,利用MATLAB软件采用遗传算法与模糊优化算法相结合的方式对摩擦片提出参数优化设计方案。为将双目标优化简化为单目标优化,方案中把第二优化目标作为设计变量带入到第一优化目标中。经过优化后外径从125mm减小到118.78mm;厚度从2.8mm减小到2.52mm;摩擦片间间隙从0.8mm减小到0.5mm;摩擦片整体纵向长度减小了 5.23%;轴向宽度减小了 0.78%;整体体积减小了 30.11%,得到了较为理想并且符合实际的一组参数值。经过一系列的理论研究,通过优化设计—三维建模—有限元分析的步骤建立了联动分析的理论体系。实现过程逐步递进,最终得出结论的研究方法。在完成理论优化后,对摩擦片进行有限元分析。首先,使用CATIA对摩擦片进行立体建模,并将立体模型导入ANSYS进行仿真优化分析。经过迭代分析后得出参数值与数学优化理论参数值基本一致,通过仿真分析验证了本文数学优化理论的正确性。其次通过静力学分析找出摩擦片所受最大应力点,承受最大应力为212Mpa,小于摩擦片所用材料极限屈服强度305Mpa,其值满足摩擦片材料使用性能。最后,对摩擦片进行模态分析,得出7-16个固有频率振动模态,验证了优化后的摩擦片不与发动机产生共振现象,证明本文优化方法的可行性。该优化研究减小了摩擦片在离合器内部所占空间,降低了生产成本,使传递转矩性能得到优化,为摩擦片结构的参数优化提供了一种理论参考。

王艳清[2](2018)在《ZDY3200S型全液压坑道钻机动力头改进设计》文中认为现阶段中国多数煤矿已进入深部开采,瓦斯对煤矿安全生产的影响也随之增大。钻孔抽采作为煤矿瓦斯灾害防治的基本技术手段,仍在广泛使用。动力头是全液压坑道瓦斯抽排钻机的动力输出机构,不仅要满足煤矿工艺及井下作业的要求,还应具备高效,节能等特点。为提升ZDY3200S全液压坑道钻机的可操作性及其工作性能,本研究对该型号钻机用动力头进行了改进设计,并对动力头的关键零部件进行了分析。整篇文章的主要研究内容包括以下几方面:为进一步提升ZDY3200S全液压坑道钻机用动力头的性能,首先,分析了现有ZDY3200S全液压坑道钻机的结构及工作原理,根据动力头的设计参数及要求,运用创新设计理论中的功能分析法,提出了该型号钻机用动力头的设计方案并设计计算了动力头关键零部件的尺寸,运用三维建模软件Pro/E建立了减速箱体、齿轮轴、低速齿轮、楔形卡瓦以及机架的三维实体模型;运用ABAQUS有限元分析软件对动力头的支撑部件导轨进行了静力学分析,验证了设计结构的合理性与可靠性;然后,为准确分析钻进过程中新型齿轮的接触应力及变形特点,运用ADAMS动力学仿真软件,建立了该减速齿轮对的力学仿真模型,确定了稳定工作过程中齿轮的扭矩以及实际啮合力,并将此啮合力作为齿轮啮合有限元分析模型的负载,完成了齿轮齿面接触应力的有限元分析,并将分折的结果与赫兹接触理论计算的结果进行对比分析,验证了有限元计算结果的正确性和准确性;最后,为避免改进设计后的ZDY3200S全液压坑道钻机动力头的新型齿轮对在钻进过程中发生共振损坏,建立了啮合齿轮对的有限元模态分析模型,分析了该啮合齿轮对的前十阶固有频率和振动形式。研究结果表明,经改进设计后的ZDY3200S全液压坑道钻机动力头的关键部件能够满足强度及性能要求,新型齿轮传动系统的固有频率错开了正常工作状态下齿轮的最大啮合频率。为钻机动力头进一步的优化设计奠定了理论基础。

杜振[3](2018)在《基于EMD原理与BP神经网络的旋挖钻机钻杆故障识别方法》文中研究说明作为现代桩基工程中的重要组成设备,旋挖钻机被广泛应用于油气开采、矿山挖掘、跨海大桥等众多领域。然而在旋挖钻机实际工作过程中时常会发生掉钻现象,因钻杆故障引发的旋挖钻机掉钻事故不在少数,因此对钻机钻杆进行故障识别从而实现对钻机故障的状态检测和诊断具有重要意义。基于以上目的,本文在实验室条件下对旋挖钻机钻杆的故障识别进行了相关探索研究,主要研究内容和工作归结如下:1)本文通过模拟钻机工作原理,以某型钻机为蓝本搭建了钻进实验平台,对钻进实验台的各组成系统进行了详细的方案设计与计算。对钻杆螺栓连接松动故障与钻杆存在破坏缺陷两种故障进行了模拟,并利用实验台完成了不同转速和不同工况的信号样本采集。2)研究了 EMD算法原理与相关信号处理的谱分析方法,利用小波阈值去噪方法对实际钻杆信号进行了去噪。利用EMD方法实现了钻杆信号的自适应性有效分离,对钻杆信号的时频谱、AR谱、边际谱进行了分析。3)针对钻机钻杆故障识别提出了 EMD-IMF能量、EMD-奇异值分解两种故障特征量的提取方法,对采集获取的不同工况样本信号进行特征值提取与对比,结果表明两种方法能够有效识别钻杆故障特征。4)研究了 BP神经网络原理,采用EMD-IMF能量、EMD-奇异值两种特征提取方法分别对不同转速和不同工况下的信号进行了故障特征向量的构建,最后结合BP神经网络对两种工况进行了诊断分类。结果表明:两种基于EMD原理的故障特征量提取方法均可以用于钻杆故障特征量的提取,其中EMD-能量法对于钻杆松动工况具有较高的识别成功率,在实际工程中可以采用该方法对钻杆松动故障进行识别诊断。

严雪冬[4](2017)在《牙轮钻机回转机构的动态特性研究》文中研究指明采矿工业是国民经济的基础,它担负着为各部门提供原料和燃料的任务。牙轮钻机广泛应用于露天矿山中,其性能的好坏直接关系着整个矿山的生产效率和经济效益。回转机构是牙轮钻机实现钻孔的重要传动机构,在钻孔作业中,其工作环境恶劣、承受的冲击和振动大,所以对其性能和质量有很高的要求。本文结合校企合作项目,采用先进的设计方法以及分析技术对某新型牙轮钻机的回转机构进行静力学分析和动态特性分析,找出箱体及回转小车的薄弱环节,为回转机构的改进设计提供合理有效的依据。本文研究的主要内容有:1.简要介绍牙轮钻机的工作原理和主要结构以及国内外的发展现状和趋势,对回转机构的组成和研究现状进行系统综述。2.介绍回转机构的结构和传动特点,分析回转机构的技术要求,计算齿轮传动的啮合频率、回转频率和理论啮合力,为后续回转机构的动力学仿真提供理论依据。3.基于UG8.0软件建立回转机构三维模型,并进行装配体干涉检查,得到回转机构的装配模型。利用UG与ADAMS2013动力学仿真软件的接口程序,将简化后的回转机构虚拟样机模型导入到ADAMS中,添加各零件标识符并赋予质量,完成前处理工作后,进行回转机构的动力学仿真。在ADAMS/Post Processor中提取不同工况下各轴承的受力,为回转减速器箱体和回转小车的性能分析做准备。4.考虑到分析软件ANSYS Workbench14.5的计算精度和效率,忽略对计算结果影响很小的因素,将减速器箱体和回转小车合理简化成一个整体。通过UG和Workbench有限元分析软件的接口程序将简化后的回转小车有限元模型导入到Workbench中,在完成定义单元类型、划分网格等静力学分析的前处理后,进行求解,获得回转小车的强度及刚度,为下文的动态特性分析打下基础。5.应用ANSYS Workbench有限元分析软件的模态分析模块和谐响应分析模块,研究回转小车的动态响应特性。提取回转小车的前12阶模态,与第二章齿轮的振动频率比对,找到可能发生共振的特殊情况。通过对回转小车的各阶振型的描述,将其变形趋势较大的节点作为共振研究的对象,利用该节点的频率响应曲线判断回转小车的合理性,为回转机构的设计及改进提出意见。本文通过UG软件的三维建模、ADAMS动力学分析软件的虚拟样机仿真、ANSYS Workbench的有限元分析等技术手段的综合运用,对回转机构的动态特性进行系统的研究,为回转机构的结构优化和振动特性分析提供参考。

王翔[5](2016)在《牙轮钻机加压回转机构优化设计及动态特性研究》文中研究表明牙轮钻机是露天矿开采作业的重要设备之一,其工作效率直接决定了矿石开采的后续所有工序。随着生产技术的发展和采矿企业对牙轮钻机要求的提高,国外都已经对牙轮钻机的传统加压回转机构进行了改进,取消了封闭链条式机构,而我国牙轮钻机的加压回转机构仍采用这种形式,已不能满足国内矿山开采的要求。本文结合课题要求,具体研究内容如下:1.介绍牙轮钻机的发展过程及各生产厂的主要机型,对国内外众多牙轮钻机的加压回转机构进行分析。借鉴国外先进牙轮钻机的加压回转机构,采用新型无链齿轮齿条加压提升、对称减速器回转的机构,并对其提出了具体的参数要求。通过计算选取了合适的液压泵和马达,得到加压减速器和回转减速器的总传动比。2.使用常规算法对加压减速器和回转减速器进行了设计,为减少运算次数,提高计算效率,减小减速器体积,采用遗传算法分别对加压减速器和回转减速器进行优化,得到体积较小的模型参数,并把优化设计得到的加压提升、回转减速器分别与常规算法得到的模型进行对比,体积分别减轻了20.35%和8.64%。3.在三维建模软件UG中建立加压回转机构的三维模型,并将三维模型以parasolid格式导入ADAMS中,设置合适的约束,建立虚拟样机模型。对该机构的钻孔和提升工况进行动力学仿真,将仿真得到的各齿轮转速、各齿轮对啮合力与理论计算的数值进行对比,发现数值相差很小,说明虚拟样机模型的正确性和准确性。4.加压回转机构是牙轮钻机的重要工作部件,为保证其强度和刚度,从虚拟样机仿真的后处理中提取不同工况下各轴承的受力,施加在对应的轴承座上对加压回转机构的箱体和支架进行静力学分析,其刚度和强度均满足要求。计算齿轮传动的啮合频率,并对加压、回转减速器的箱体和各齿轮进行模态分析,发现加压箱体固有频率与工况三加压部分第一级啮合频率相近,对加压箱体进行改善,避免了其频率相近而引起共振。

战红[6](2005)在《旋挖钻机立柱的有限元分析及可靠性探讨》文中指出旋挖钻机是一种新型的基础施工机械。旋挖钻机以自身的众多优点,在灌注桩施工机械中成为主流产品。因此,对它的主要结构——立柱进行研究是有重要意义的。 立柱是钻机的重要组成部分之一。目前,关于立柱结构理论分析方面的资料很少,国内各厂家只是根据各自的产品系列,生产各种产品,对其并没有进行综合地分析和阐述。对于立柱结构分析,采用传统的材料力学方法很难求得解析解,且要对结构作较大的简化,造成计算结果误差大。目前,经常采用加大安全系数的方法以保证结构的安全可靠运行,结果使结构尺寸加大,浪费材料,增加制造成本。有限元法具有计算速度快、精度高的特点。通过有限元分析计算,设计人员在设计阶段就能清晰地了解到构件每一点的应力、应变及位移、构件的稳定性,同时可方便地对结构作反复的修改,达到优化设计的目的。在保证立柱结构安全可靠运行的条件下,降低制造成本,提高设计制造的效率。 本文对不同形式的立柱结构,不同的截面形式,都作了详细的分析比较, 在此基础上总结出了箱形截面立柱的优缺点。在有限元模型的建立、载荷计算、边界条件确定、网格划分等方面作了深入的探讨。本文完成的主要工作如下: 1、对立柱结构进行了分析,在建模过程中,利用草图镜像、特征镜像等工具,简化了造型过程; 2、对立柱的几种危险工况:起架、提钻、钻孔工况进行分析,并对几种工况下立柱所受的各种载荷进行了计算。通过 SolidWorks 软件中的检测功能,准确测定了立柱鹅头等部件的质量及重心位置; 3、对立柱采用 COSMOS/Works 软件进行了有限元分析,输出了应力、位移、变形云图、检测了有关数据,对计算结果作了详细地分析和说明;用材料力学的方法对个别工况进行了解析计算,将分析结果与有限元结果进行了比较,验证了有限元模型的正确性和有限元分析结果的可靠性; 4、对立柱进行稳定性分析,分析结果表明,立柱稳定失效的形式是属于局部变形,但立柱是稳定的; 5、应用极限状态理论,探讨了立柱可靠性确认其结构是合理的。 通过有限元的力学仿真分析,为整个立柱的结构选型、结构参数确定及提高立柱的整体稳定性、降低成本,提供了可信赖的科学依据。

王吉忠,刘明显[7](2000)在《基于遗传算法的牙轮钻机回转减速器优化设计》文中提出以中心距最小为目标 ,应用遗传算法对牙轮钻机回转减速器进行了优化设计。应用结果表明 ,该算法是解决牙轮钻机回转减速器优化设计问题的有效算法。

田士杰[8](2017)在《6000Nm多自由度履带坑道钻机的结构设计及仿真分析》文中研究表明煤矿用坑道钻机是当今煤矿井下瓦斯抽采施工的主要设备,但随着煤矿工艺的进步及适应井下作业的需要,现代钻机应具有高效,节能,环保,便于操作等特点。传统煤矿用坑道钻机主要包括立式和卧式两类。现有的卧式钻机,采用液压传动,能够方便地实现执行装置的无极调速。然而传统卧式钻机大部分底盘与车体平台连为一体,在不移动机身的情况下,传统卧式钻机只能在一个平面内进行钻孔作业,工作平面少。因此传统卧式钻机在巷道中调整钻孔位置时比较困难。为解决传统钻机在钻孔作业中定位麻烦,找孔困难等问题,本文设计了一种车体平台可回转的钻机,坑道钻机的车体平台和底盘分离,并通过回转支承连接,能够实现多工位钻孔的工作方式。根据要求设计了全液压履带式回转坑道钻机的相关机械结构,主要包括:动力头部分的设计,给进系统的设计,回转车体平台的结构设计和底盘支架的设计。本文对动力头部分的传动系统进行了设计,采用MATLAB对其进行了传动比的优化,并使用Adams进行验证。利用有限元仿真分析软件对所设计的底盘支架进行了静力学分析以及模态分析,保证了底盘支架结构的安全性和可靠性。最后利用ANSYS Workbench中的优化插件Design Explorer模块对底盘支架进行了优化,在满足受力及安全系数的情况下尽量减小底盘支架的重量,增加材料的利用率。

陈卫正[9](2014)在《全套管全回转钻机减速箱箱体性能分析及结构优化》文中进行了进一步梳理全套管全回转钻机是建筑基础作业中一种新型、高效的施工机械,主要用于相关工程中成孔成桩作业,在灌注桩、地下连续墙、基础加固等多种地基施工中得到应用。基于全套管全回转钻机减速箱的结构安装布置,在钻机回转、下压等作业过程中减速箱箱体受到的附加动态载荷不容忽视,其强度及安全性是钻机正常工作的必要保证,同时由于该类钻机体积、重量较大,生产过程中的成产成本、转场过程中的运输成本以及场地适应性等也是企业和使用单位所关注的问题,因此,有必要在保证箱体正常工作及安全性的前提下进行结构优化。本文围绕某全套管全回转钻机减速箱箱体性能分析及优化进行了系统深入的研究,以减速箱箱体为研究对象,结合全套管全回转钻机的典型作业工况,采用有限元法、刚柔耦合方法及尺寸优化方法进行分析与优化,得出箱体整体力学性能特性并对箱体结构进行优化。本文主要研究内容如下:1.综述了全套管全回转钻机的国内外发展状况及其结构特点,介绍了结构优化设计研究的主要内容及方法,分析了所研究内容的研究意义,给出了本文的分析思路与研究方法。2.对箱体结构静力学分析所使用的有限元法基本理论进行了阐述,包括其发展历程,基本思想和基本分析过程。基于弹性力学理论,给出了解决弹性力学空间问题的方法,为第三章减速箱箱体有限元仿真分析提供理论基础。之后根据减速箱箱体的实际受力状况进行受力分析,确定箱体力学分析的边界约束条件。分析并确定了箱体所受载荷状况,包括箱体内齿轮传动通过轴承作用于箱体的作用力,箱体上部液压马达对箱体载荷,以及中部平台对箱体的载荷等,为接下来的静力学仿真分析提供依据。3.对减速箱箱体分别在静态和动态条件下进行了仿真分析,分析并研究了箱体静应力和动应力的特征。在静力学分析中,利用ANSYS软件对箱体在钻机工作最大载荷作业工况下进行仿真,得到此工况下箱体的应力及应变分布,校核箱体强度状况及其结构安全性。在动力学分析中,采用刚柔耦合的方法对箱体进行仿真分析,通过ADAMS与ANSYS的联合仿真分析,分析了箱体在钻机完整工作循环中应力、应变的分布状况,并得到动态应力与应变极值及其分布位置。对箱体静力学和动力学分析结果进行对比分析,得出静力学分析中箱体安全系数为2.38,动力学分析中箱体应力极值为206MPa,远未达到材料应力极限345MPa,箱体具有进一步结构优化空间。4.基于ANSYS软件优化模块对减速箱箱体进行结构优化,以箱体各板厚度为设计变量,箱体应力极值小于材料设定应力极限为约束条件,箱体总质量最小为目标函数,对箱体进行尺寸优化,得到了箱体板厚最优厚度组合。优化后箱体总质量由优化前724.4kg降为527.1kg,降低了27.2%,箱体重量有效降低。对优化后箱体结构进行静力学与动力学分析,并与优化前分析结果进行对比,优化后箱体在静力学分析中安全系数由优化前2.38降为1.55,安全系数值更加合理;动力学分析中应力极值由优化前206MPa变为310MPa,箱体材料得到了充分利用。同时箱体应力应变分布更加合理,优化结果有效。

徐锁庚[10](2014)在《软岩巷道底板液压钻机设计理论及关键技术研究》文中提出煤矿软岩巷道支护中的长期变形和底臌是巷道支护中的难点。根据新奥尔良支护理论,软岩巷道采用全断面锚网支护技术,方能有效地控制其长期变形和底臌。软岩巷道顶帮锚杆支护施工已经很成熟,而软岩巷道底板锚杆支护施工一直是一个难题,现有的底板锚杆钻机也难以满足软岩巷道底板锚杆支护施工的要求。究其原因,国内外对软岩巷道底板小直径锚杆钻孔的研究甚少,更无成熟可用的软岩巷道底板钻机的设计理论与方法。针对目前煤矿软岩巷道底板锚杆支护施工的难题,本文就软岩巷道底板小直径钻孔机理、钻机螺旋钻进特性及底板钻机设计展开了研究工作。通过钻机螺旋排渣机理、钻进参数设计研究,提出了软岩巷道底板钻机的设计理论及方法。据此,研制了适用于软岩巷道底板锚杆施工的钻机和模拟钻孔试验装置,并开展了相关研究。本文开展的研究内容如下:分析了软岩巷道底板软岩性质,研究了软岩底板小直径钻孔的钻头破岩理论和小直径螺旋钻杆排渣机理,对钻头的破岩特性参数和钻杆的螺旋排渣特性参数进行分析研究,得到其参数的计算方法,提出了软岩巷道底板钻机设计理论及方法。基于已提出的钻机设计理论及方法,对软岩巷道底板液压钻机螺旋钻进参数进行优化设计计算。根据煤矿井下的实际条件,钻机动力采用全液压,行走采用履带式行走机构,钻进推进方式采用油缸-链条式倍增推进机构。根据使用性能要求研究设计了液压系统,并对其所有液压元件进行优化配置。采用ANSYS软件对钻架的结构进行静态力学分析和模态分析,利用Design Explorer优化模块对钻架进行优化设计,对钻架的刚度和强度进行静态力学分析,对钻架在钻进过程中的振动进行了分析并对钻架整体进行了优化设计。通过分析设计了刚度强度满足要求的钻机钻架,其结构紧凑,体积较小,重量较轻。采用AMESim软件对钻机液压系统进行动态特性仿真分析。根据已设计的液压系统,依据钻机设计参数,对模拟仿真参数进行设定,确保其与研制样机一致。对回转回路、行走回路和钻进回路进行仿真分析,仿真结果表明:所选择的液压元件性能匹配,设计的液压系统能够满足钻机实际使用要求。研制了一台软岩巷道底板液压钻机,开发了模拟钻孔试验台,并进行模拟钻孔试验和井下钻孔试验,对试验数据进行了分析研究。模拟钻孔试验,得到螺旋钻进参数与钻速之间的关系试验数据,采用Microcal Origin软件,拟合了螺旋钻进参数与钻速的关系曲线和关系公式。钻机井下试验,重点考核其螺旋钻进参数选择是否合理,对其各项性能参数进行了考核。模拟钻孔试验和井下试验的数据分析表明软岩巷道底板液压钻机的设计理论及方法正确,钻机的设计参数合理,所开发的底板钻机完全能满足煤矿井下软岩巷道底板钻孔施工要求。本文研究取得了以下两个方面的创新性研究成果:1、通过理论分析及试验研究,发现了软岩巷道底板钻孔机理及钻进参数关系特性:1)软岩巷道底板螺旋钻孔特征与其他岩石钻孔有所不同:推进力与钻速关系图中几乎无研磨区、过渡区和重复破碎区;2)钻速随推进力和转速递增而递增,存在最佳值;扭矩与钻深成递增关系,逐步趋于稳定值;3)初步得出同一推进力下,螺旋钻杆直径越大钻速越大;同一钻速下,螺旋钻杆直径较大时所需转速较大;同一钻深下,两种螺旋钻杆钻进扭矩随钻深变化不大,直径较大的螺旋钻杆耗扭矩略大;4)获得了钻钻渣的潮湿程度对排渣影响如下:含水率在5%以上开始影响排渣;8%以上严重排渣;10%以上无法排渣。2、通过对软岩巷道底板钻机小直径锚杆孔钻进破岩及小直径螺旋钻杆排渣机理研究,结合采用ANSYS软件和AMESim软件对钻机其他参数进行研究,提出了软岩巷道底板钻机的设计理论与方法。据此设计理论和方法,在国内首次设计了一台履带式全液压软岩巷道底板钻机,并试制了样机,进行了井下试验,取得较好试验效果。本文研究不仅为煤矿软岩巷道底板锚杆钻机设计提供理论依据,而且为煤矿软岩支护底板锚杆施工提供了高效的钻机,推动了煤矿软岩巷道锚杆支护技术进步和装备革新。

二、基于遗传算法的牙轮钻机回转减速器优化设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于遗传算法的牙轮钻机回转减速器优化设计(论文提纲范文)

(1)离合器摩擦片参数优化及仿真(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 离合器类别
    1.3 湿式离合器摩擦片研究现状
        1.3.1 国内外摩擦片优化设计现状
        1.3.2 摩擦片有限元仿真研究现状
        1.3.3 国内外研究中存在的不足
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 本章小结
第二章 湿式离合器
    2.1 湿式离合器概述
        2.1.1 湿式离合器结构及工作原理
        2.1.2 湿式离合器特点
    2.2 湿式离合器摩擦片设计方法
    2.3 湿式离合器摩擦片优化设计问题
        2.3.1 湿式离合器摩擦片优化的必要性
        2.3.2 湿式离合器摩擦片优化方案
    2.4 本章小结
第三章 摩擦片优化设计
    3.1 湿式离合器优化基本参数分析
    3.2 摩擦片优化设计模型的建立
        3.2.1 优化设计变量的确定
        3.2.2 优化设计目标函数的确定
        3.2.3 优化设计约束条件的确定
    3.3 MATLAB与遗传算法应用
        3.3.1 MATLAB原理概述
        3.3.2 遗传算法优化过程与适用范围
    3.4 模糊优化算法
        3.4.1 模糊优化模型的建立
        3.4.2 约束隶属度函数
        3.4.3 离合器传递转矩优化结果
        3.4.4 湿式离合器摩擦片优化设计结果
    3.5 本章小结
第四章 摩擦片有限元仿真分析
    4.1 有限元法
    4.2 ANSYS软件技术特点
    4.3 摩擦片仿真分析
        4.3.1 摩擦片三维实体模型的建立
        4.3.2 摩擦片仿真优化分析
    4.4 摩擦片静力分析
        4.4.1 模型的建立
        4.4.2 摩擦片模态分析
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢

(2)ZDY3200S型全液压坑道钻机动力头改进设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 全液压动力头式钻机研究现状
        1.2.2 钻机动力头研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
2 煤矿坑道用全液压钻机动力头结构设计
    2.1 全液压钻机动力头设计基本方法
        2.1.1 基本设计方法
        2.1.2 全液压动力头设计方法
    2.2 ZDY3200S全液压钻机结构与工作原理
        2.2.1 ZDY3200S全液压钻机工作原理
        2.2.2 ZDY3200S全液压钻机结构组成
    2.3 全液压钻机动力头设计参数及要求
        2.3.1 动力头设计要求
        2.3.2 动力头设计参数
    2.4 轻型动力头整体方案设计
        2.4.1 动力头减速系统的设计
        2.4.2 减速器箱体的设计
        2.4.3 动力头支撑导轨结构设计
    2.5 本章小结
3 动力头关键零部件有限元分析
    3.1 有限元基础理论及ABAQUS分析方法
        3.1.1 有限元理论基础
        3.1.2 有限元软件的选择
        3.1.3 ABAQUS有限元分析步骤
    3.2 动力头支撑导轨有限元分析
        3.2.1 导轨力学模型建立
        3.2.2 导轨有限元模型建立
        3.2.3 结果分析
    3.3 齿轮传动有限元分析
        3.3.1 齿轮传动动力学分析
        3.3.2 齿轮啮合应力分析
        3.3.3 结果分析
    3.4 齿轮传动赫兹接触应力
    3.5 本章小结
4 动力头传动系统模态分析
    4.1 模态分析理论
        4.1.1 模态分析理论及方法
        4.1.2 有限元模态分析过程
    4.2 钻机动力头传动系统模态分析
        4.2.1 有限元模型建立
        4.2.2 施加约束及载荷
    4.3 模态分析结果分析与评定
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献

(3)基于EMD原理与BP神经网络的旋挖钻机钻杆故障识别方法(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 机械故障诊断国内外现状
        1.2.2 信号处理技术应用现状
        1.2.3 基于EMD方法的机械故障诊断现状
        1.2.4 故障模式识别方法应用现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本章小结
第2章 钻机实验台设计与故障信号模拟采集
    2.1 钻机工作原理
    2.2 总体方案设计
    2.3 回转系统设计
        2.3.1 回转系统结构
        2.3.2 主电机选型
        2.3.3 主轴设计
        2.3.4 联轴器选型
        2.3.5 组合轴承选型及校核
    2.4 传动系统设计
        2.4.1 钻杆设计
        2.4.2 钻杆与钻杆装配连接
        2.4.3 钻头与钻杆装配连接
        2.4.4 钻杆与法兰装配连接
    2.5 提升系统设计
        2.5.1 升降电机选型
        2.5.2 提升系统联轴器选型
    2.6 实验台设计制造
    2.7 钻杆故障信号模拟实验与信号采集
    2.8 本章小结
第3章 基于EMD原理的钻杆故障信号分解
    3.1 EMD基本原理
        3.1.1 解析信号的概念
        3.1.2 EMD原理
    3.2 EMD信号频域特征
        3.2.1 AR谱原理
        3.2.2 边际谱原理
    3.3 基于小波原理的钻杆信号去噪
    3.4 钻杆振动信号的谱分析
        3.4.1 信号的时频分析
        3.4.2 信号的EMD分解
        3.4.3 信号的EMD-AR谱分析
        3.4.4 信号的EMD-边际谱分析
    3.5 本章小结
第4章 钻杆故障信号特征量的提取
    4.1 信号EMD-IMF能量故障特征提取
        4.1.1 EMD-IMF故障特征提取算法
        4.1.2 信号EMD-IMF能量法故障特征提取分析
    4.2 信号EMD-SVD奇异值故障特征提取
        4.2.1 信号EMD-SVD奇异值特征提取算法
        4.2.2 信号EMD-SVD奇异值特征提取分析
    4.3 本章小结
第5章 基于BP神经网络的钻杆故障模式分类
    5.1 神经网络基本原理
        5.1.1 人工神经元
        5.1.2 BP神经网络算法原理
    5.2 BP神经网络结构模型的建立
    5.3 BP神经网络实验应用分类
        5.3.1 基于EMD能量分布的BP神经网络分类
        5.3.2 基于EMD-SVD(奇异值)的BP神经网络分类
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献

(4)牙轮钻机回转机构的动态特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 牙轮钻机简介
    1.2 牙轮钻机的发展状况和趋势
        1.2.1 国内发展状况
        1.2.2 国外发展状况
        1.2.3 发展趋势
    1.3 牙轮钻机回转机构研究现状
    1.4 齿轮传动的动力学研究现状
    1.5 课题研究意义及内容
        1.5.1 课题研究意义
        1.5.2 课题研究内容
第2章 回转机构基本参数计算
    2.1 回转机构简介
        2.1.1 回转减速器
        2.1.2 回转小车
        2.1.3 钻杆连接器
    2.2 回转机构基本参数
        2.2.1 基本参数
        2.2.2 齿轮的计算
    2.3 本章小结
第3章 回转机构动力学仿真
    3.1 回转机构三维建模
        3.1.1 回转减速器的参数化建模
        3.1.2 回转小车建模
        3.1.3 回转机构装配干涉检查
    3.2 回转机构动力学仿真
        3.2.1 确定齿轮接触力参数
        3.2.2 建立虚拟样机模型
        3.2.3 施加驱动和载荷
    3.3 回转机构动力学仿真结果
        3.3.1 工况一
        3.3.2 工况二
        3.3.3 工况三
    3.4 各工况下轴承力的提取
    3.5 本章小结
第4章 回转小车静力学分析
    4.1 回转小车有限元模型的建立
        4.1.1 工程数据
        4.1.2 网格划分
        4.1.3 载荷和约束
    4.2 回转小车的静力学分析结果
    4.3 本章小结
第5章 回转小车动态特性分析
    5.1 模态分析概述
    5.2 回转小车模态分析
    5.3 回转小车谐响应分析
        5.3.1 谐响应分析概述
        5.3.2 工况一
        5.3.3 工况二
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢

(5)牙轮钻机加压回转机构优化设计及动态特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外牙轮钻机的发展过程、研究现状及趋势
        1.2.1 国外牙轮钻机的发展过程及现状
        1.2.2 国内牙轮钻机的发展过程及研究现状
        1.2.3 牙轮钻机的研究现状
        1.2.4 牙轮钻机的发展趋势
    1.3 多体系统动力学研究发展及现状
    1.4 本文整体思路及主要研究内容
第2章 矿用牙轮钻机加压回转机构分析与设计
    2.1 牙轮钻机的工作原理、分类与总体组成
    2.2 牙轮钻机回转机构的分类
    2.3 牙轮钻机加压提升机构的分类
        2.3.1 传统链条传动的加压提升机构
        2.3.2 现代无链传动的加压提升机构
    2.4 新型加压回转机构的设计
        2.4.1 加压提升机构总体参数确定
        2.4.2 回转机构总体参数确定
    2.5 本章小结
第3章 基于遗传算法的减速器优化设计
    3.1 减速器的常规设计
        3.1.1 加压提升减速器的设计
        3.1.2 回转减速器的设计
    3.2 遗传算法
        3.2.1 遗传算法简介
        3.2.2 遗传算法实现步骤
    3.3 基于遗传算法的加压减速器优化设计
        3.3.1 确定目标函数
        3.3.2 确定设计变量
        3.3.3 确定约束条件
        3.3.4 编码
        3.3.5 解码
        3.3.6 适应度函数
        3.3.7 交叉、变异的具体操作方法
        3.3.8 确定遗传算法的基本参数
    3.4 回转减速器的遗传算法优化设计
    3.5 本章小结
第4章 加压回转机构系统动力学模型建立及仿真分析
    4.1 三维模型的建立
        4.1.1 UG NX简介
        4.1.2 各个零部件的建模
        4.1.3 装配建模
    4.2 虚拟样机技术及ADAMS软件简介
    4.3 系统动力学虚拟样机模型建立
        4.3.1 动力学三维模型的建立
        4.3.2 施加合适的约束
        4.3.3 施加负载和驱动
    4.4 不同工况的仿真分析
        4.4.1 工况一(最大扭矩加压)
        4.4.2 工况二(最大转速加压)
        4.4.3 工况三(最大速度上升)
    4.5 本章小结
第5章 加压回转机构静力学分析与模态分析
    5.1 加压回转机构静力学分析
        5.1.1 加压回转机构各轴承受力的提取
        5.1.2 关于Workbench的简介及分析流程
        5.1.3 支架箱体有限元模型静力学分析
        5.1.4 支架有限元分析结果
        5.1.5 关键轴的有限元分析
    5.2 主要部件的模态分析
        5.2.1 各对齿轮传动啮合频率
        5.2.2 模态分析简介
        5.2.3 箱体的模态分析
        5.2.4 各齿轮的模态分析
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
作者简介及科研经历
致谢

(6)旋挖钻机立柱的有限元分析及可靠性探讨(论文提纲范文)

第一章 前言
    1.1 课题研究的背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本论文主要研究内容
    1.4 分析软件的选择及应用
    1.5 本章小结
第二章 旋挖钻机立柱的主要形式及应用
    2.1 旋挖钻机的概述
    2.2 立柱的主要形式及作用
    2.3 本章小结
第三章 立柱承受载荷工况的分析
    3.1 旋挖钻机立柱作业时的姿态分析
    3.2 旋挖钻机立柱起架工况的载荷状态
    3.3 旋挖钻机钻进工况的载荷状态
    3.4 旋挖钻机提钻工况的载荷状态
    3.5 旋挖钻机设计时的工况载荷确定因素
    3.6 本章小结
第四章 常用立柱截面结构形式的基本分析
    4.1 常用立柱的各种截面结构形式
    4.2 常用截面形式的抗弯能力比较
    4.3 常用截面形式的有限元分析
    4.4 本章小结
第五章 旋挖钻机立柱的有限元分析
    5.1 工况分析
    5.2 有限元分析的前处理
    5.3 计算结果分析
    5.4 采用材料力学方法进行解析计算
    5.5 立柱的稳定性分析
    5.6 本章小结
第六章 立柱的可靠性研究
    6.1 可靠性研究的内容及相关基本概念
    6.2 立柱的结构可靠性理论
    6.3 立柱结构可靠性评定
    6.4 本章小结
结论与展望
致谢
攻读硕士论文期间发表的学术论文
参考文献
大庆石油学院硕士研究生学位论文摘要

(7)基于遗传算法的牙轮钻机回转减速器优化设计(论文提纲范文)

1 遗传算法[1, 2]
2 牙轮钻机回转减速器遗传优化设计
    2.1 适应度函数的建立
    2.2 其他要素的确定
        (1) 初始群体的设定。
        (2) 遗传操作。
    2.3 遗传优化
3 结论

(8)6000Nm多自由度履带坑道钻机的结构设计及仿真分析(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 坑道钻机简介
    1.2 国内外发展现状
    1.3 论文研究内容
第二章 6000Nm全液压坑道钻机总体结构设计
    2.1 坑道钻机总体设计分析
        2.1.1 工作原理分析
        2.1.2 坑道钻机相关参数
    2.2 动力头的结构设计
        2.2.1 减速系统整体方案设计
        2.2.2 变量液压马达的选型
        2.2.3 液压卡盘设计
    2.3 给进系统的结构设计
    2.4 回转支承的选型及计算
        2.4.1 滚动体
        2.4.2 回转支承的选型
    2.5 回转平台的结构设计
        2.5.1 坑道钻机平台布局
        2.5.2 坑道钻机平台结构设计分析
    2.6 底盘结构设计
        2.6.1 坑道钻机底盘支架
        2.6.2 履带行走装置的设计
    2.7 本章小结
第三章 动力头传动系统的优化以及稳钻压力的确定
    3.1 动力头传动系统优化
        3.1.1 优化设计概述
        3.1.2 行星轮传动部分优化
        3.1.3 直齿圆柱齿轮部分优化
    3.2 动力头传动系统的运动学分析
        3.2.1 Adams运动学学分析概述
        3.2.2 动力头传动系统的模型建立
        3.2.3 传动系统模型初始参数设置及结果分析
    3.3 坑道钻机平台工况分析
    3.4 坑道钻机平台抗倾覆力分析
    3.5 本章小结
第四章 坑道钻机底盘支架的有限元分析
    4.1 有限元方法
        4.1.1 有限元法简介
        4.1.2 有限元法的基本步骤
    4.2 ANSYS Workbench的基本模块
    4.3 坑道钻机底盘支架有限元建模及分析
        4.3.1 确定模型方案
        4.3.2 材料属性参数
        4.3.3 网格划分
        4.3.4 约束和载荷的加载
        4.3.5 坑道钻机底盘支架受力分析
    4.4 模态分析
        4.4.1 模态分析理论
        4.4.2 基于ANSYS Workbench的模态分析
        4.4.3 坑道钻机底盘支架的模态分析
    4.5 本章小结
第五章 坑道钻机底盘支架结构优化
    5.1 基于ANSYS WORKBENCH的优化设计
        5.1.1 结构优化算法
        5.1.3 ANSYS Workbench优化设计的基本流程
    5.2 坑道钻机底盘支架结构优化设计
        5.2.1 底盘支架工况
        5.2.2 优化变量的确定
        5.2.3 样本点与样本值
        5.2.4 优化结果分析
    5.3 模态分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(9)全套管全回转钻机减速箱箱体性能分析及结构优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 全套管全回转钻机发展概述
    1.2 全套管全回转钻机结构特点
    1.3 结构优化概述
    1.4 研究意义及研究内容和方法
        1.4.1 研究对象及意义
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 研究内容
第2章 有限元法基本理论及箱体载荷分析计算
    2.1 有限元法基本理论
        2.1.1 有限元方法概述
        2.1.2 有限元方法基本分析过程
    2.2 弹性力学基本方程
    2.3 减速箱箱体受力分析
        2.3.1 各齿轮通过轴承对箱体作用力
        2.3.2 液压马达对箱体作用力
        2.3.3 中部平台对箱体作用力
    2.4 本章小结
第3章 减速箱箱体静力学及动力学仿真分析
    3.1 减速箱箱体有限元静力学仿真分析
        3.1.1 有限元分析软件简介
        3.1.2 有限元模型建立
        3.1.2.1 几何模型简化
        3.1.2.2 单元类型选择与网格划分
        3.1.2.3 材料特性参数
        3.1.2.4 施加边界约束及载荷
        3.1.3 计算结果及分析
    3.2 减速箱箱体刚柔耦合动力学仿真
        3.2.1 建立 ADAMS 多体动力学模型
        3.2.1.1 模型导入并设置参数
        3.2.1.2 施加约束与设置接触参数
        3.2.1.3 箱体柔性化并生成刚柔耦合模型
        3.2.2 刚柔耦合联合仿真结果分析
        3.2.2.1 箱体在 38.8s 时刻(钻机回转下压后期)应力分布
        3.2.2.2 箱体在 38.8s 时刻应变分布
    3.3 箱体静力学与动力学仿真分析结果对比
    3.4 本章小结
第4章 减速箱箱体结构优化
    4.1 基于 ANSYS 的结构优化设计
        4.1.1 ANSYS 中优化方法介绍
        4.1.2 ANSYS 优化设计基本流程
    4.2 减速箱箱体的结构优化
        4.2.1 设计变量的确定
        4.2.2 确定约束条件与目标函数
    4.3 减速箱箱体优化结果分析
        4.3.1 ANSYS 优化结果
        4.3.2 优化前后箱体静力学及动力学结果对比
        4.3.2.1 优化前后箱体静力学分析结果对比
        4.3.2.2 优化前后箱体动力学分析结果对比
        4.3.2.3 优化前后箱体结构力学性能对比分析
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢

(10)软岩巷道底板液压钻机设计理论及关键技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景和意义
    1.3 国内外软岩巷道底板锚杆钻机的发展概况
    1.4 软岩巷道底板钻孔理论相关技术研究进展
    1.5 课题主要研究内容
    1.6 本章小结
2 软岩巷道底板螺旋钻孔特性及钻机设计方法研究
    2.1 煤矿巷道底板软岩特征
    2.2 软岩巷道底板钻孔破岩相关特性研究
    2.3 底板钻进螺旋排渣相关机理研究
    2.4 软岩巷道底板钻机设计方法
    2.5 本章小结
3 履带式全液压底板锚杆钻机的设计
    3.1 总体技术方案和结构的设计
    3.2 钻机技术参数的确定
    3.3 履带行走机构的设计
    3.4 钻进系统的设计
    3.5 钻机液压系统的设计
    3.6 本章小结
4 基于有限元法的钻架特性研究及优化设计
    4.1 基于有限元法的钻架特性研究
    4.2 钻架的优化设计
    4.3 本章小结
5 液压系统动态性能分析
    5.1 仿真平台AMESim的介绍
    5.2 回路仿真分析
    5.3 本章小结
6 试验研究
    6.1 模拟软岩巷道底板螺旋钻进试验研究
    6.2 钻机试制与井下试验
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 本文总结
    7.2 主要创新点
    7.3 技术展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

四、基于遗传算法的牙轮钻机回转减速器优化设计(论文参考文献)

  • [1]离合器摩擦片参数优化及仿真[D]. 安迪. 延边大学, 2019(01)
  • [2]ZDY3200S型全液压坑道钻机动力头改进设计[D]. 王艳清. 西安科技大学, 2018(01)
  • [3]基于EMD原理与BP神经网络的旋挖钻机钻杆故障识别方法[D]. 杜振. 浙江大学, 2018(06)
  • [4]牙轮钻机回转机构的动态特性研究[D]. 严雪冬. 吉林大学, 2017(10)
  • [5]牙轮钻机加压回转机构优化设计及动态特性研究[D]. 王翔. 吉林大学, 2016(09)
  • [6]旋挖钻机立柱的有限元分析及可靠性探讨[D]. 战红. 大庆石油学院, 2005(03)
  • [7]基于遗传算法的牙轮钻机回转减速器优化设计[J]. 王吉忠,刘明显. 机械, 2000(S1)
  • [8]6000Nm多自由度履带坑道钻机的结构设计及仿真分析[D]. 田士杰. 合肥工业大学, 2017(07)
  • [9]全套管全回转钻机减速箱箱体性能分析及结构优化[D]. 陈卫正. 吉林大学, 2014(09)
  • [10]软岩巷道底板液压钻机设计理论及关键技术研究[D]. 徐锁庚. 中国矿业大学, 2014(03)

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基于遗传算法的旋挖钻机回转减速器优化设计
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