Numerical Simulation on Dynamic Load of Main Bearing of Tunnel Boring Machine Based on Combination Stratum

The load spectrum of the main bearing of tunnel boring machine( TBM) is difficult to establish because of the complex factors affecting the driving load of tunneling. In this paper, a simulation model of dynamic load of cutterhead is established,with a view to structural features and special conditions, based on a complex combination stratum, the cutter layout model and cutterhead control parameters,and it is a dynamic load boundary of the main drive bearing. Combined with the load distribution calculation of the main bearing and Hertz contact theory, the prediction model of dynamic load spectrum of the main drive bearing is completed during tunneling,and in accordance with the predicted results,the static and dynamics characteristics of load spectrum for the main drive bearing on the thrust and tilting moment are analyzed. The results of cutterhead load show that,in the certain complex stratum, the fluctuations of load for thrust rollers can reflect formation interface information of complex stratum in current tunneling. The main drive bearing bear the thrust and overturning moment of cutterhead under the composite,the external load has a greater influence on the load-spectrum of reverse thrust roller than that of main thrust roller,and the maximum contact stress of the two row roller is almost the same. The load spectrum,obtained by this method,can provide a meaningful reference for the design and checking of the main drive bearing,and also can be the basis of its fatigue reliability.     

基于Wi-Fi与xDSL的矿井应急救援多媒体综合通信系统设计及应用

针对井下有线通信系统铺设困难和无线通信系统易受井下空间约束、带宽衰减快、传输距离短的缺点,设计了一套基于有线xDSL和无线Wi-Ei协议的多媒体综合通信系统。经过验证,该系统传输速率高,通信距离长,适合井下多种数据实时融合通信的需要,是煤矿应急救援的综合通信中重要的信息平台之一。     

矿用救援机器人悬架平衡机构建模与仿真

为了提高矿用救援机器人的平顺性和越野性,将被动适应式空间平衡连杆机构与履带行驶机构相结合,根据对角线对称布置和中心线对称布置两种空间平衡连杆机构,分别设计了矿用救援机器人悬架。基于笛卡尔坐标系建立了两种悬架多刚体模型,计算其自由度为2,表明两种悬架均具有差动性能;通过几何方法推导出对角线对称的悬架具有线性均化作用。在Recurdyn多体系统仿真环境下进行运动学仿真,并使用蒙特卡洛法进行试验,对试验结果进行线性回归分析,结果表明:所设计的两种矿用救援机器人悬架均具有差动性能;与中心线对称的空间平衡连杆机构悬架相比,对角线对称的空间平衡连杆机构悬架还具有线性均化能力,因此,采用对角线对称的空间平衡连杆机构悬架。所设计悬架的零部件布置于隔爆机箱外部,不必考虑悬架与隔爆机箱的密封,简化了结构设计,满足矿用救援机器人运动功能的需求。     

井下救援机器人监控平台设计

详细介绍了井下救援机器人监控平台的设计方案以及系统结构,并对无线通信方式作了简单介绍。井下救援机器人监控系统通过一个便携式操控箱来实现人机交互,系统具有人机界面友好、操作灵活、携带方便等特点。实验证明,该系统可实现良好的人机交互,有助于机器人更好地开展探测和搜救工作。     

基于井下探测救援机器人的电气安全设计实现

在井下使用的移动机器人涉及电机驱动、传感器信息采集、电源供电管理等的安全防护问题。本文介绍了井下探测救援机器人各个关键技术的工作过程和突出功能,以及在各个关键设计模块中安全防护的实现方法。     

子环分布式光纤定位矿井救援系统设计

为解决矿难发生时井下人员的定位问题, 提出子环分布式光纤定位系统。该系统利用光纤环干涉原理, 将一子环通过3 dB的耦合器耦合到主环上, 光束分别传输过子环n次, 产生不同的输出干涉光束。通过干涉光和振动信号特征之间的关系获得振动位置。计算与仿真比较的结果表明, 该系统可较精准地检测到主环内的震动位置, 误差相对较小。在矿难发生时, 该系统通过矿工敲动地面或巷道壁得到震动信号, 可以较精准地检测到矿工的具体位置, 为矿难援救提供了科学依据。     

基于组合赋权的煤矿透水应急救援能力评价

煤矿透水事故应急救援能力对于煤矿透水事故发生后的应急救援具有重要意义。煤矿透水应急救援能力的影响因素较多,并且各因素具有一定的模糊性和不确定性,导致在安全评价时无法得到合适的指标权重。据此给出了一种组合赋权的方法,通过引入拉格朗日函数,建立决策模型;引入欧氏距离函数,建立主客观权重和偏好系数关系;通过层次分析法与熵权法获得更加合理的组合权重,并运用到模糊综合评价中。运用提出的组合赋权-模糊综合评价模型对黑龙江某煤矿透水应急救援能力进行评价,评价结果为“优”,符合工程实际。结果表明：组合赋权能够获得合理的煤矿透水事故应急救援能力指标权重,可了解应急救援中真实存在的问题,从而有针对性地提升应急救援能力指标。基于组合赋权的模糊综合评价模型具有较好的科学性和准确性,在工程应用上有良好的实用价值。     

基于非平稳序列的主机负载预测及合成技术

提出一种新的主机负载表征指标--并发连接数,分析基于并发连接数的主机负载的自相似性和非平稳性,构建基于小波和支持向量回归的负载预测及合成算法.将主机负载序列进行多层小波分解与单支重构,低频信号采用AR模型预测,最小尺度高频信号采用加权移动平均方法预测,其它分支采用支持向量回归(SVR)预测;各信号预测值基于SVR方法加以合成,获得最终预测值.实验结果表明,将小波与支持向量回归应用于Web服务器负载预测的效果明显好于传统方法.     

矿用救生舱人性化休息方式对坐具形式的影响

矿用救生舱是矿难发生后可以临时避难的一种可移动救生装置,包括生存舱、过渡舱和设备舱三部分,对矿工的生命安全具有重要保障作用.文章针对救生舱这种特殊的生存环境,提出生存舱中休息方式设计的问题,通过人、机、环境三者的协同分析研究,得出针对不同的休息方式的坐具设计思路.     

基于趋势组合的知期电力负荷预测模型

在运用神经网络进行短期电力负荷预测中，天气是影响负荷的重要因素。为了更好地捕捉天气对负荷的影响，文中提出了一种基于神经网络的趋势组合短期负荷预测思想和模型，将短期负荷与天气变量的内在关系分解为3个不同的趋势分量，即周趋势分量、日趋势分量和小时趋势分量，每一个趋势分量分别用一个神经网络模型捕获，趋势分量的预测结果再用一个神经网络模型进行组合，从而得到最终的预测值，分别用改进的和传统的模型预测一周的小时负荷，结果表明，这种神经网络模型能取得更好的预测精度。     

煤矿井下救援定位系统研究

为提高救援定位系统的定位精度, 设计了基于双Mach鄄Zehnder 干涉仪结构的煤矿井下救援定位系统,并分析了系统的结构及定位原理。结合小波阈值降噪特点, 给出了一种基于小波阈值降噪的互相关时延估计算法。仿真结果表明, 该算法可有效提高系统的定位精度。该系统定位方法容易实现, 具有无源、防燃防爆、
抗电磁干扰和远程控制等突出优点, 具有很大的实际应用价值。     

基于供应链业务流程改造的模块化设计

首先通过对A公司供应链业务流程现状进行分析,发现存在的问题,然后从模块化的角度对业务流程进行改造,并进一步对改造后的业务流程所涉及的4个模块进行了设计.所提出的供应链模块化设计,可将复杂流程简单化,使供应链管理更加明确、清晰,对于提高供应链的运作效率,缩短对需求响应时间具有重要作用.     

基于多目标优化的救援机械臂结构参数设计

为了综合优化双臂救援机器人双臂协同工作空间、机械臂负载能力以及机械臂末端运动速度,研究了基于多目标函数综合优化的救援机器人双臂结构参数设计方法. 由于双机械臂的协同工作空间难以进行数学描述,提出了一种基于三重积分的描述方法. 针对所建立的双臂协同工作空间、机械臂末端运动速度以及机械臂负载能力三个目标函数的综合优化问题,通过模糊层次分析法,计算每个目标函数的权重从而进行线性加权以得到综合的多目标优化函数. 基于该综合优化函数,通过粒子群算法进行多目标函数最优值求解,得到一组机械臂结构优化参数,使双臂救援机器人的综合性能达到最优. 实验结果表明所提出的双臂救援机器人性能指标的优化方法是可行的.      

基于仿真的调度规则组合决策研究

针对车间调度规则组合的多目标优化问题,提出了一种基于仿真的评估决策模型. 通过仿真获得不同调度规则组合下的方案集合,在利用层次分析法获得性能指标权重的基础上,采用灰关联理论计算各结果方案对于单项指标的关联系数,实现了基于灰色关联度的方案评估,并导出了最优的调度规则组合. 调度规则组合决策体现了用户对系统性能指标的要求,解决了传统依靠经验进行调度规则选取的问题,优化了制造系统的运行.     

基于序列分析的制造车间平面布局设计

给定一个制造车间,把生产每一产品所需要的所有零部件的工序合并构成了一个有序图，即物流网络，称为加工装配图(OPC)，其对应的图结构可以抽象为有向树.以这样的有向树为基础，提出通过树的旋转处理算法和序列聚类分析，得到车间的平面布局，并通过一个实际使用范例证实这一方法的有效性.     

基于模块化的余热锅炉快速机械设计系统开发

为提高余热锅炉设计的效率、缩短设计周期,以模块化设计思想为指导,根据余热锅炉结构特性构建基于对象的模块化物元,以物元为单元结合产品功能配置产品族对象,利用参数化工具实现余热锅炉的快速设计系统的开发,实现了余热锅炉从参数计算、结构设计到二维图纸生成的完整流程.最后用余热锅炉汽包部件的设计实例,验证了模块化理论的有效性和正确性.     

组合机床模块化设计CAD系统

根据组合机床设计特点，将模块化设计技术应用于组合机床CAD系统。以分级模块化为主导思想，在功能分析的基础上划分组合机床的各级模块并按照面向装配设计的原则设计了模块接口。以三维设计软件UG为开发平台，针对组合机床的每一级模块建立相应的全参数化三维模型库，开发出支持模块化设计的组合机床CAD系统。     

加法链快速模幂运算的设计

指出了加法链是实现快速模幂运算的较好方法,但如何得到一个最优化的加法链以实现快速模幂运算是难解的非指数问题,窗口法提出了实现优化加法链的方法,但其窗口长度很难确定且只适用于较规整的输入序列.改进了窗口法,提出了变长窗口法优化加法链,成功解决了上述问题,给模幂运算提供了一个很好的方法.通过仿真实验,证明了其正确性和优越性.     

基于协同优化的动态模块化设计方法研究

为了解决模块化设计缺乏过程支持、模块系统缺乏闭环流程优化的研究现状,基于系统论和协同学的观点提出动态模块化设计的方法及其技术框架.结合设计过程模型和多事务处理代理系统模型,构建了支持协同和优化分析的过程调度和冲突消解机制,实现了模块化分析所得规范体系在组合设计过程中的应用及产品结构的改进和优化.通过基于此框架模型的原型系统的开发及在某系列型号发动机设计过程的应用,验证了该方法对解决现有问题的有效性.