掩护式液压支架多领域建模及仿真研究的中期报告.docx

掩护式液压支架多领域建模及仿真研究的中期报告
中期报告
研究背景
掩护式液压支架是一种特殊的支架系统，主要用于矿井采煤工作面的支护。它具有自动化程度高、安全性能佳、支护效率高等优点，被广泛应用于煤矿生产。然而，由于其结构复杂，传统的试验方法难以获得系统中各部件的运动状态和受力情况，因此需要借助模型建立和仿真分析来加深对该系统的认识和优化设计。
研究目标
本研究旨在建立掩护式液压支架的多领域建模和仿真系统，从而深入了解该系统的动力学运动、液压控制、机械传动、弹性变形等多个方面，为系统的优化设计和故障分析提供基础支撑。具体研究目标包括：
（1）建立掩护式液压支架的三维动力学模型，分析机构运动学和力学特性，探究系统的结构优化和运动控制策略；
（2）建立掩护式液压支架的液压系统模型，观察液压元件的工作状态，利用控制算法优化系统的动态响应和能耗；
（3）建立掩护式液压支架的机械传动和弹性变形模型，研究受力部件的疲劳寿命和变形特性，为系统的耐久性分析提供依据。
研究方法
本研究采用计算机辅助设计和计算机仿真技术，完成掩护式液压支架的多领域建模和仿真分析。具体方法包括：
（1）采用三维CAD软件建立掩护式液压支架的几何模型，导出STEP或IGES格式文件供进一步处理；
（2）利用虚拟试验软件建立掩护式液压支架的多领域模型，包括机构运动学模型、动力学模型、液压系统模型、机械传动模型和弹性变形模型等，实现系统的耦合仿真；
（3）对掩护式液压支架的多领域模型进行仿真分析，得出系统的动态响应、能耗分布、液压元件工作状态、受力部件的疲劳特性和变形情况等重要信息，提供系统优化和故障诊断的依据。
研究结果
本研究已完成掩护式液压支架的三维CAD模型和机构运动学模型的建立，同时完成了基于虚拟试验软件的动力学和液压系统模型的建立。在仿真分析方面，已经初步得到了系统的动态响应、能耗分布和液压元件的工作状态等信息，可为系统优化和故障诊断提供有力支撑。
研究展望
本研究将进一步完善掩护式液压支架的多领域模型，进一步探索系统的结构优化、动态控制和耐久性分析等问题，提高系统的工作效率和安全性能。同时，本研究还将开展实验验证工作，进一步提高模型精度和仿真结果的可靠性。