液压挖掘机振动掘削土体参数在线辨识 被引量：11

1

作者 朱建新 赵崇友 邹湘伏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期537-541,共5页

提出通过控制铲斗液化缸往复运动的位移及换向频率对铲斗实施激振的方法。依据振动掘削的动力学特征和振动机理,建立铲斗-土壤的单自由度模型。以共振理论为依据,为实现自适应振动掘削,提出一种在线测量土壤固有频率的方法。研究结果表... 提出通过控制铲斗液化缸往复运动的位移及换向频率对铲斗实施激振的方法。依据振动掘削的动力学特征和振动机理,建立铲斗-土壤的单自由度模型。以共振理论为依据,为实现自适应振动掘削,提出一种在线测量土壤固有频率的方法。研究结果表明:通过控制铲斗来实现激振的方法是可行的;通过振动铲斗激振力及检测铲斗工作状态下的加速度或位移,利用合适算法能够较好地辨识出被掘削土体参数。 展开更多

关键词 挖掘机 自适应 单自由度 振动掘削 土体参数 在线辨识

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液压挖掘机铲斗振动掘削功率消耗研究 被引量：8

2

作者 朱建新 胡火焰 梅勇兵 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1408-1412,1438,共6页

液压挖掘机工作时,铲斗液压缸无杆腔的油液压力间接反映了土壤的挖掘阻力.针对实验液压挖掘机独特的双阀芯液压系统及铲斗液压缸两腔所采取的控制策略,以"铲斗液压缸瞬时挖掘功率=无杆腔油液瞬时压力×无杆腔瞬时输入流量"... 液压挖掘机工作时,铲斗液压缸无杆腔的油液压力间接反映了土壤的挖掘阻力.针对实验液压挖掘机独特的双阀芯液压系统及铲斗液压缸两腔所采取的控制策略,以"铲斗液压缸瞬时挖掘功率=无杆腔油液瞬时压力×无杆腔瞬时输入流量"为数学模型,探讨了液压挖掘机的功耗规律,将功耗规律对时间积分得到能耗规律;最后开展了大量的现场挖掘实验.结果表明,振动掘削相对于静态掘削不但可以有效地提高工作效率,而且还可以有效地降低挖掘阻力和功率消耗,且正弦波振动载荷的掘削效果明显优于三角波载荷. 展开更多

关键词 液压挖掘机 振动掘削 功率消耗 减阻节能

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液压挖掘机振动掘削减阻机理研究 被引量：8

3

作者 朱建新 赵崇友 郭鑫 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1605-1608,共4页

铲刃以振动的方式作用于土壤,可以有效地降低液压挖掘机挖掘作业时的阻力。从理论上研究了振动掘削岩土的减阻机理,土壤剪切试验结果表明,振动载荷能够使土壤的内摩擦角变小、抗剪强度下降、最大主应力值减小,从而导致挖掘阻力降低;对... 铲刃以振动的方式作用于土壤,可以有效地降低液压挖掘机挖掘作业时的阻力。从理论上研究了振动掘削岩土的减阻机理,土壤剪切试验结果表明,振动载荷能够使土壤的内摩擦角变小、抗剪强度下降、最大主应力值减小,从而导致挖掘阻力降低;对土壤在静态载荷和振动载荷作用下的失效过程进行了对比仿真实验研究,可知土壤在振动加载的条件下强度显著下降,并提前于相同条件的静态加载而破坏,同时跟踪X方向的载荷发现,振动掘削最大掘削阻力可降低50%。 展开更多

关键词 液压挖掘机 振动掘削 机理研究 土壤强度 最大主应力

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铲斗振动掘削岩土分析与岩土固有频率的估测方法 被引量：3

4

作者 朱建新 赵崇友 +1 位作者 胡火焰 邹湘伏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期507-511,共5页

利用铲斗液压缸的工作压力模拟液压挖掘机铲斗挖掘工作时的阻力情况;对振动掘削与普通掘削的掘削效果进行对比实验研究;以共振理论为出发点,结合实验结果分析岩土共振对振动掘削过程的影响;应用共振理论,通过激振频率对比实验,采集多个... 利用铲斗液压缸的工作压力模拟液压挖掘机铲斗挖掘工作时的阻力情况;对振动掘削与普通掘削的掘削效果进行对比实验研究;以共振理论为出发点,结合实验结果分析岩土共振对振动掘削过程的影响;应用共振理论,通过激振频率对比实验,采集多个频率下铲斗的最大挖掘阻力,利用最小二乘法确定岩土颗粒的固有频率。研究结果表明,振动掘削相对于普通掘削在减小挖掘阻力方面效果显著;当铲斗激振频率与岩土颗粒固有频率接近时,铲斗挖掘阻力最小。 展开更多

关键词 液压挖掘机 振动掘削 共振 拟合 岩土固有频率

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基于双阀芯的挖掘机振动掘削系统仿真分析 被引量：2

5

作者 龚进 张龙凯 +1 位作者 张大庆 龚俊 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1098-1103,共6页

针对传统的机械式激振实现振动掘削的结构复杂、功能单一的缺点,根据双阀芯的工作原理设计了一个基于双阀芯的挖掘机振动掘削系统,该系统能通过控制液压系统实现振动掘削的精确控制并能方便地调节振动参数。为了在设计阶段实现系统的优... 针对传统的机械式激振实现振动掘削的结构复杂、功能单一的缺点,根据双阀芯的工作原理设计了一个基于双阀芯的挖掘机振动掘削系统,该系统能通过控制液压系统实现振动掘削的精确控制并能方便地调节振动参数。为了在设计阶段实现系统的优化,分析不同振动加载方式对系统控制性能的影响,以双阀芯系统的数学模型为基础建立了双阀芯振动掘削系统的AMESim仿真模型,运用计算流量反馈的流量控制方法和PID算法实现了阀芯的流量控制,并对矩形波、正弦波和三角波三种流量输入波形的控制精确性进行了仿真分析,得出了三角波和正弦波要比矩形波输入控制更精确的结论,对振动参数优化试验有一定的指导意义。 展开更多

关键词 挖掘机 双阀芯 振动掘削 AMESIM 仿真

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液压挖掘机振动掘削减阻试验研究 被引量：5

6

作者 朱建新 郭鑫 胡火焰 《凿岩机械气动工具》 2006年第4期9-13,共5页

分析了液压挖掘机振动掘削的减阻机理;指出了振动掘削相对于普通掘削的优越性;提出了一种便于在铲装机械上实施的激振方式——利用铲斗液压缸的往复运动实现对液压挖掘机铲斗的激振。试验表明,振动掘削相对于普通掘削能降低插入阻力,达... 分析了液压挖掘机振动掘削的减阻机理;指出了振动掘削相对于普通掘削的优越性;提出了一种便于在铲装机械上实施的激振方式——利用铲斗液压缸的往复运动实现对液压挖掘机铲斗的激振。试验表明,振动掘削相对于普通掘削能降低插入阻力,达到了试验预期的目的。 展开更多

关键词 振动掘削 切削阻力 液压激振

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液压挖掘机振动掘削系统辨识模型及算法研究 被引量：2

7

作者 朱建新 梅勇兵 +1 位作者 杨翔 胡火焰 《机电工程技术》 2007年第10期71-74,共4页

介绍了液压挖掘机振动掘削的激振方式和实现机理。通过确立挖掘机铲斗与土壤的相互作用的动力学模型,再根据系统辨识理论,建立了振动掘削系统的输入输出数学模型;运用参数估计理论,主要探讨了不同辨识模型下最小二乘算法在参数辨识过程... 介绍了液压挖掘机振动掘削的激振方式和实现机理。通过确立挖掘机铲斗与土壤的相互作用的动力学模型,再根据系统辨识理论,建立了振动掘削系统的输入输出数学模型;运用参数估计理论,主要探讨了不同辨识模型下最小二乘算法在参数辨识过程中的运用。最后,通过MATLAB软件进行了仿真计算,并比较了不同算法的参数辨识效果。 展开更多

关键词 振动掘削 系统辨识 参数估计 最小二乘法 MATLAB仿真

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液压挖掘机振动掘削机理研究 被引量：5

8

作者 赵崇友 朱建新 《机械》 2005年第11期4-6,共3页

主要讨论了液压挖掘机利用铲斗实现振动挖掘的机理,并在挖掘机上做了振动切削土壤的实验,根据实验结果,分析了振动减阻的机理。振动使土壤的抗剪强度下降是切削阻力下降的主要原因,同时,铲斗与土壤间摩擦力和粘附力下降,也是切削阻力下... 主要讨论了液压挖掘机利用铲斗实现振动挖掘的机理,并在挖掘机上做了振动切削土壤的实验,根据实验结果,分析了振动减阻的机理。振动使土壤的抗剪强度下降是切削阻力下降的主要原因,同时,铲斗与土壤间摩擦力和粘附力下降,也是切削阻力下降的原因之一。 展开更多

关键词 挖掘机 振动掘削 机理 土壤切削 抗剪强度

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基于比例阀的液压挖掘机振动掘削控制系统设计 被引量：3

9

作者 杨成云 朱建新 《凿岩机械气动工具》 2005年第1期24-29,共6页

由于液压挖掘机在作业过程中的受力情况十分复杂,载荷变化较大,因此挖掘过程中要消耗大量的挖掘功率,能量的利用率比较低。本文从振动的基础理论出发,认为在挖掘过程中施加切削方向的振动后,能够大大降低作业过程中的挖掘阻力,并提高能... 由于液压挖掘机在作业过程中的受力情况十分复杂,载荷变化较大,因此挖掘过程中要消耗大量的挖掘功率,能量的利用率比较低。本文从振动的基础理论出发,认为在挖掘过程中施加切削方向的振动后,能够大大降低作业过程中的挖掘阻力,并提高能量的利用效率。在此基础上,本文提出了一种通过ATMEL89C51单片机控制电液比例阀来实现振动挖掘的方法,根据作业对象的不同特点,能够方便地调整振动的幅值和振动频率,以达到更好的降阻节能效果。 展开更多

关键词 液压挖掘机 振动掘削 单片机 比例阀

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液压挖掘机振动掘削控制系统设计与仿真 被引量：4

10

作者 高国栋 权龙 葛磊 《液压与气动》 北大核心 2014年第8期95-98,共4页

将振动理论应用到液压挖掘机挖掘作业过程中不仅可以减小挖掘阻力,降低能耗,而且能够提高挖掘机特种作业(如冻土开挖)的能力。该文对振动掘削技术进行介绍,并分析液压挖掘机振动掘削减阻的机理。在此基础上,研究和设计了挖掘机振动掘削... 将振动理论应用到液压挖掘机挖掘作业过程中不仅可以减小挖掘阻力,降低能耗,而且能够提高挖掘机特种作业(如冻土开挖)的能力。该文对振动掘削技术进行介绍,并分析液压挖掘机振动掘削减阻的机理。在此基础上,研究和设计了挖掘机振动掘削液压系统,该系统可以根据作业对象的不同特点,及时调整振动频率和振幅;运用SimulationX对系统建模和仿真。 展开更多

关键词 液压挖掘机 振动掘削 液压激振 仿真 减阻

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盾构刀盘振动掘削动力学建模与仿真研究 被引量：11

11

作者 蒋建东 章恩光 +2 位作者 赵颖娣 李聪聪 乔欣 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期113-120,共8页

研究主动振动激励对盾构刀盘掘削的推进力及扭矩的影响。在加振动激励影响下,刀具与土体接触状态变化和土体结构参数不稳定,实现了盾构刀盘振动掘削减阻的效果。在数值模型中,土壤失效采用Drucker-Prager破坏准则,利用LS-DYNA软件建立... 研究主动振动激励对盾构刀盘掘削的推进力及扭矩的影响。在加振动激励影响下,刀具与土体接触状态变化和土体结构参数不稳定,实现了盾构刀盘振动掘削减阻的效果。在数值模型中,土壤失效采用Drucker-Prager破坏准则,利用LS-DYNA软件建立了刀盘掘削土壤有限元动力学模型。刀盘在推进和圆周旋转方向分别施加主动余弦激振,对掘进过程中的刀盘推进力及扭矩曲线做了数据分析。结果表明,在旋转方向施加主动振动,掘削阻力随振幅增加而减少,能耗随振幅增加而增加。在16组正交试验中推进力、扭矩、能耗均减少。单独在旋转方向施加21.2×10^(-3) rad振幅,15 Hz的余弦激励可以实现推进阻力减少24.4%,扭矩减少22.3%,能耗增加4.3%。同时在推进方向施加0.254 mm振幅,10 Hz振动频率和旋转方向6.36×10^(-3)rad以及20 Hz振动频率下,推进力减少1.3%,扭矩减少6.5%,能耗减少1.5%。 展开更多

关键词 刀盘 振动掘削 数值仿真 动力学建模 LS-DYNA

原文传递

液压挖掘机振动掘削系统动态特性研究 被引量：1

12

作者 龚进 胡鹏 +1 位作者 张大庆 龚俊 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2013年第6期78-82,共5页

以液压挖掘机振动减阻为目的,对振动掘削系统动态特性进行研究。为了从理论上分析系统特性,建立振动掘削系统数学模型,确立比例放大环节、电-机械转换环节、先导阀-主阀环节的传递函数。并建立振动掘削系统动态特性仿真模型,通过定压差... 以液压挖掘机振动减阻为目的,对振动掘削系统动态特性进行研究。为了从理论上分析系统特性,建立振动掘削系统数学模型,确立比例放大环节、电-机械转换环节、先导阀-主阀环节的传递函数。并建立振动掘削系统动态特性仿真模型,通过定压差压力突变法对阀芯位移、流量阶跃响应特性进行仿真分析,对振动掘削系统频率响应特性进行仿真分析。仿真结果表明:阀芯位移、流量阶跃响应调整时间分别为0.06 s、0.18 s,超调量分别为4.01%、3.17%;矩形波、正弦波、三角波三种波形下系统流量控制误差分别为8.27%、5.5%、7.2%。最后,以某90型液压挖掘机为平台对模型进行试验验证。 展开更多

关键词 液压挖掘机 振动掘削 仿真分析 动态特性

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液压挖掘机振动掘削实现原理及试验研究 被引量：2

13

作者 朱建新 胡火焰 赵崇友 《矿山机械》 北大核心 2007年第5期64-66,共3页

认为将振动理论应用到液压挖掘机的作业过程中可以大幅降低挖掘阻力。首先介绍了液压挖掘机振动掘削的实现原理,即通过控制铲斗液压缸的往复运动来实现铲斗的激振;然后利用数据采集系统及加速度传感器实测了铲斗的振动加速度,二次积分... 认为将振动理论应用到液压挖掘机的作业过程中可以大幅降低挖掘阻力。首先介绍了液压挖掘机振动掘削的实现原理,即通过控制铲斗液压缸的往复运动来实现铲斗的激振;然后利用数据采集系统及加速度传感器实测了铲斗的振动加速度,二次积分后得到了铲斗的振幅,重复多次试验得到了振动指令与铲斗振动参数的线性关系;大量的试验结果表明,振动掘削相对于普通掘削在减小挖掘阻力方面效果明显,且频率和振幅对挖掘阻力的影响较大。 展开更多

关键词 液压挖掘机 振动掘削 激振原理 振动参数 试验研究

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液压挖掘机振动掘削土体参数辨识的Matlab仿真研究 被引量：1

14

作者 朱建新 梅勇兵 杨翔 《矿山机械》 北大核心 2007年第12期50-52,共3页

将系统辨识技术应用于液压挖掘机振动掘削系统,在挖掘机铲斗与土壤之间相互作用的动力学模型基础上,建立了系统的输入输出数学模型;运用参数估计理论,辨识出所需要的系统模型参数,从而获得相应的土体参数。简单介绍了Matlab系统辨识工... 将系统辨识技术应用于液压挖掘机振动掘削系统,在挖掘机铲斗与土壤之间相互作用的动力学模型基础上,建立了系统的输入输出数学模型;运用参数估计理论,辨识出所需要的系统模型参数,从而获得相应的土体参数。简单介绍了Matlab系统辨识工具箱的功能和相关辨识函数。最后,利用Matlab软件对系统模型进行了仿真,并给出了相应的仿真程序。 展开更多

关键词 液压挖掘机 振动掘削 参数辨识 MATLAB仿真

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谈国产液压挖掘机未来的发展趋势 被引量：5

15

作者 朱建新 邹湘伏 黄志雄 《凿岩机械气动工具》 2003年第3期48-54,共7页

在简要回顾我国液压挖掘机发展历史的基础上,结合我国当前经济发展需要和国外液压挖掘机发展现状、特点及国内现状,以现代液压挖掘机技术为线索,比较全面、深入、系统地综合了现代液压挖掘机技术的最新成果和发展趋势,最后提出了发展国... 在简要回顾我国液压挖掘机发展历史的基础上,结合我国当前经济发展需要和国外液压挖掘机发展现状、特点及国内现状,以现代液压挖掘机技术为线索,比较全面、深入、系统地综合了现代液压挖掘机技术的最新成果和发展趋势,最后提出了发展国产液压挖掘机的思路和建议。 展开更多

关键词 液压挖掘机 机电一体化 电子-液压集成制造 振动掘削

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基于离散元法的隧道开挖过程动力学分析 被引量：7

16

作者 严战友 盖惠恩 王震 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2020年第2期102-109,共8页

基于离散元软件PFC3D建立了土壤盾构离散元三维模型,研究隧道埋深以及振动激励对推进力和扭矩的影响。对土壤模型施加初始应力以模拟隧道埋深,同时对刀盘的推进方向和旋转方向分别施加主动余弦激振,分析了掘进过程中刀盘在振动激励下的... 基于离散元软件PFC3D建立了土壤盾构离散元三维模型,研究隧道埋深以及振动激励对推进力和扭矩的影响。对土壤模型施加初始应力以模拟隧道埋深,同时对刀盘的推进方向和旋转方向分别施加主动余弦激振,分析了掘进过程中刀盘在振动激励下的运动方程和受力机理,记录了掘进过程中刀盘推进力及扭矩。结果表明:随隧道埋深增加,刀盘所需推进力以及扭矩会相应增加,其中700 m埋深与300 m埋深相比,推进力相比增加了22.7%,扭矩增加了12.6%;隧道埋深一定的情况下,对刀盘的推进方向和旋转方向分别施加振动后,刀盘的推进力和扭矩与匀速掘削相比均有所减少,其中对旋转方向施加频率为15 Hz振幅为6.36e-3 rad的振动后,推进力减小了2.08%,扭矩减小了1.2%;对推进方向施加频率为15 Hz振幅为0.318 mm的振动后,推进力减小了1.67%,扭矩减小了3.28%;而且改变振幅后,刀盘受力呈现一定的变化规律,随着推进方向振幅的增加,扭矩呈明显的减小趋势;随着旋转方向的振幅增加,推进力呈减小趋势。隧道的埋深对开挖的推进力和扭矩影响比较大,而对刀盘施加振动可以在一定程度上减小推进力和扭矩。 展开更多

关键词 离散元 隧道开挖 振动掘削 隧道埋深

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基于simulink工具箱的挖掘机铲斗挖掘阻力仿真分析

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作者 杨海龙 王耀东 《公路交通科技（应用技术版）》 CAS CSCD 2014年第5期351-353,共3页

本文研究了振动载荷对液压挖掘机挖掘阻力的影响,在现有的研究成果上,建立了挖掘阻力的数学模型,并运用MATLAB中的simulink工具箱进行了挖掘阻力的仿真分析,模拟挖掘过程中的阻力变化。

关键词 液压挖掘机 振动掘削 阻力 SIMULINK

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