液压破碎锤的动力学分析与控制

发布时间：2020-05-20 10:38

【摘要】：本文阐述了国内外液压破碎锤的研究状况和发展趋势，基于波动力学理论系统地分析了二元冲击系统碰撞时应力波的传播过程以及不同介质下的工作效率，并利用ANSYS软件对冲击活塞和钎杆的碰撞过程进行模拟仿真，很好地捕捉了应力波的传递，为冲击系统结构的优化设计奠定基础。 本文中应用ADAMS软件对液压破碎锤进行动力学仿真，为了更加真实的模拟液压破碎锤的冲击碰撞过程，本文利用ANSYS和ADAMS软件联合建立活塞和钎杆的柔性体模型，并最终在ADAMS/View中建立机械系统的虚拟样机模型；文中直接利用ADAMS/Hydraulic模块提供的液压元件建立液压破碎锤液压系统模型，实现了液压系统和机械系统的耦合，并通过建立传感器和阶跃函数的方法实现控制系统与液压系统的关联。利用该虚拟样机模型进行参数设计仿真时，只需更改对应元件的参数设置，避免了修改传统数学模型的麻烦。文章通过仿真计算，详细地分析了各主要参数在液压破碎锤运动过程中的变化规律，并研究了各液压主要元件参数对液压破碎锤工作性能的影响，指出了传统液压破碎锤性能控制方法的实质和缺陷，并提出了通过改变高速开关阀的开放时间来改变液压破碎锤冲击能与进行压力反馈控制的等效性，对提高液压破碎锤的工作效率以及进一步实现智能控制具有指导意义。 最后，文章还首次提出了ADAMS和MATLAB联合建模，将ADAMS中建好的模型导入MATLAB中，避免了MATLAB中建立液压破碎锤模型的复杂性。通过对液压活塞冲击回弹这一特性的研究，设计了以回弹速度的偏差及其变化率为输入，以活塞回程的控制时间和每次冲击的停顿时间为输出的模糊控制器，通过仿真计算，，很好地实现了液压破碎锤冲击能和冲击频率的独立无级调节。
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH137

【参考文献】

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本文编号：2672492