瑞利随机分布下滚筒截割载荷重构算法与数值模拟
本文选题:采煤机 切入点:滚筒载荷重构 出处:《煤炭学报》2017年08期
【摘要】:为了获得滚筒截割载荷特性曲线,对截齿与滚筒的受力进行了分析研究,得到了截齿轴向阻力与滚筒截割载荷的数值关系,运用自制的多截齿旋转截割煤岩实验设备,进行了截齿截割煤岩实验,得到了截齿三向力曲线,建立了滚筒截割载荷随机载荷曲线重构模型,给出了载荷重构算法,利用测试数据对滚筒截割载荷进行了数值模拟,得到了滚筒截割载荷重构载荷谱。研究结果表明:实验条件下煤岩崩落周期约为0.04 s,滚筒截割载荷数值上大于滚筒上各截齿同一时刻各截割阻力之和;滚筒截割载荷与参与截割的截齿截割阻力峰值、随机分布状态、截齿位置角、煤岩崩落周期及各截齿作用位置有关;所提算法与修正离散正则化算法比较,计算速度提高了约70倍,少样本数据下,该算法精度优于修正离散正则化算法,但重构数据只在重构点处具有真实性;使用改进的FFT算法进行重构曲线数值拟合,与FFT算法相比,计算量减小为原来的1/16,计算速度提高了约27倍,拟合优度相同,均为0.94,拟合曲线在总体趋势上比较平滑,呈现月牙形,与截割厚度变化规律一致,波形特征比较容易辨识,特征值便于判断和提取。研究结果为截齿三向力与滚筒截割载荷的关联提供依据,同时为滚筒截割载荷重构及数值拟合提供高效便捷的算法。
[Abstract]:In order to obtain the characteristic curve of the cutting load of the cylinder, the force of the cutter and the cylinder is analyzed and studied, and the numerical relation between the axial resistance of the cutter and the cutting load of the cylinder is obtained, and the self-made experimental equipment for cutting coal and rock is used.The experiment of cutting coal and rock is carried out, and the curve of three direction force is obtained, the model of random load curve reconstruction of cutting load is established, the algorithm of load reconstruction is given, and the cutting load of cylinder is simulated numerically by test data.The load spectrum of cylinder cutting load reconstruction is obtained.The results show that under the experimental conditions, the period of coal and rock caving is about 0.04 s, and the cutting load of the cylinder is greater than the sum of the cutting resistance at the same time, and the cutting load of the cylinder and the peak value of the cutting resistance participating in the cutting are larger than the sum of the cutting resistance at the same time.The calculation speed of the proposed algorithm is about 70 times higher than that of the modified discrete regularization algorithm, and the calculation speed is about 70 times higher than that of the modified discrete regularization algorithm, and the calculation speed of the proposed algorithm is about 70 times higher than that of the modified discrete regularization algorithm.The accuracy of the algorithm is better than that of the modified discrete regularization algorithm, but the reconstructed data is only true at the reconstructed point, and the modified FFT algorithm is used to simulate the reconstructed curve, which is compared with the FFT algorithm.The calculation amount is reduced to 1 / 16, the calculation speed is increased about 27 times, the goodness of fit is the same as 0.94, the fitting curve is smooth in the general trend, it presents the crescent shape, consistent with the variation law of cutting thickness, and the waveform characteristic is easy to identify.Eigenvalues are easy to judge and extract.The results provide a basis for the correlation between the triaxial force and the cutting load of the cylinder, as well as an efficient and convenient algorithm for the reconstruction and numerical fitting of the cutting load of the cylinder.
【作者单位】: 黑龙江科技大学机械工程学院;黑龙江科技大学学术理论研究部;
【基金】:黑龙江省自然科学基金资助项目(QC2015053) 哈尔滨科技局创新人才基金资助项目(2015RAQXJ017) 国家自然科学基金资助项目(51674106)
【分类号】:TD421.6
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,本文编号:1706370
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