無(wú)閥沖擊旋轉(zhuǎn)型液壓錨桿鉆機(jī)動(dòng)力頭優(yōu)化設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)仿真研究發(fā)布日期：2018-12-21 13:20　瀏覽次數(shù)：

    液壓錨桿鉆機(jī)是巖土錨固工程的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)于工程質(zhì)量有重要影響。普通的錨桿鉆機(jī)由于不適用于堅(jiān)硬巖層，因而影響了錨桿鉆機(jī)的工程應(yīng)用范圍。

首先分析了巖石及其特性和沖擊鑿巖原理，建立了動(dòng)力頭沖擊鑿巖系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)行了波動(dòng)力學(xué)分析和液壓沖擊機(jī)構(gòu)工作原理分析，提出了無(wú)閥沖擊旋轉(zhuǎn)型液壓錨桿鉆機(jī)動(dòng)力頭設(shè)計(jì)方案，據(jù)此進(jìn)行動(dòng)力頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并運(yùn)用的是遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)原理及MATLAB的遺傳算法工具箱GADS對(duì)錨桿鉆機(jī)動(dòng)力頭的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；運(yùn)用三維CAD軟件Pro／ENGINEER建立了旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和無(wú)閥液壓沖擊機(jī)構(gòu)的三維數(shù)字化模型；設(shè)計(jì)完成了動(dòng)力頭液壓控制系統(tǒng)，并利用ADAMS／Hydraulics模塊建立了動(dòng)力頭液壓沖擊機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)虛擬樣機(jī)，進(jìn)行機(jī)—液耦合的液壓控制系統(tǒng)仿真，得到了無(wú)閥液壓沖擊機(jī)構(gòu)工作過(guò)程重要參數(shù)的影響變化情況。最后，在有限元分析軟件MSC.PATRAN和MSC.NASTRAN環(huán)境下，把由ADAMS仿真得到的最大沖擊力作為無(wú)閥液壓沖擊機(jī)構(gòu)沖擊活塞的邊界載荷條件，對(duì)沖擊花鍵軸進(jìn)行有限元分析，得出其在受力最大時(shí)刻的應(yīng)力、應(yīng)變變化狀況。

綜合運(yùn)用現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、三維CAD軟件、多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件及有限元分析軟件，對(duì)無(wú)閥沖擊旋轉(zhuǎn)型液壓錨桿鉆機(jī)動(dòng)力頭進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)仿真，為液壓沖擊動(dòng)力頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了重要參考依據(jù)，所采用的思想和方法對(duì)類似研究具有一定的借鑒意義和參考價(jià)值。