無閥沖擊旋轉(zhuǎn)型液壓錨桿鉆機動力頭優(yōu)化設(shè)計與動態(tài)仿真研究發(fā)布日期：2018-12-21 13:20　瀏覽次數(shù)：

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

首先分析了巖石及其特性和沖擊鑿巖原理，建立了動力頭沖擊鑿巖系統(tǒng)的動力學(xué)模型，并進行了波動力學(xué)分析和液壓沖擊機構(gòu)工作原理分析，提出了無閥沖擊旋轉(zhuǎn)型液壓錨桿鉆機動力頭設(shè)計方案，據(jù)此進行動力頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并運用的是遺傳算法優(yōu)化設(shè)計原理及MATLAB的遺傳算法工具箱GADS對錨桿鉆機動力頭的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計；運用三維CAD軟件Pro／ENGINEER建立了旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和無閥液壓沖擊機構(gòu)的三維數(shù)字化模型；設(shè)計完成了動力頭液壓控制系統(tǒng)，并利用ADAMS／Hydraulics模塊建立了動力頭液壓沖擊機構(gòu)的液壓系統(tǒng)虛擬樣機，進行機—液耦合的液壓控制系統(tǒng)仿真，得到了無閥液壓沖擊機構(gòu)工作過程重要參數(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閥液壓沖擊機構(gòu)沖擊活塞的邊界載荷條件，對沖擊花鍵軸進行有限元分析，得出其在受力最大時刻的應(yīng)力、應(yīng)變變化狀況。

綜合運用現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計方法、三維CAD軟件、多體系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析軟件及有限元分析軟件，對無閥沖擊旋轉(zhuǎn)型液壓錨桿鉆機動力頭進行優(yōu)化設(shè)計和動態(tài)仿真，為液壓沖擊動力頭機構(gòu)的設(shè)計提供了重要參考依據(jù)，所采用的思想和方法對類似研究具有一定的借鑒意義和參考價值。