礦車碰撞過程的建模與仿真分析_第1頁
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文檔簡介

1、 1. 前言 為了減少或避免傾斜井巷中跑車事故的發生，確保礦井提升和運輸的安全，根據煤礦安全規程的要求，在斜井運輸線路上必須設置跑車防護裝置。車擋是跑車防護系統的重要組成部分，其合理設計與跑車防護裝置的使用性能直接相關。車擋的設計計算比較復雜，因為在制動過程中，礦車對車擋產生巨大的碰撞力，而且碰撞力隨時間劇烈變化，用傳統的方法難以描述其特征。通常將礦車所受重力沿軌道方向的分力乘以放大系數作為碰撞力進行計算，并假定碰撞力為常數，將動態過程簡化為靜態過程。本文以剛性車擋為例，應用仿真軟件/0123045 對礦車與剛性車擋的碰撞過程進行動態模擬，以揭示礦車與剛性車擋的碰撞機理，為跑車防護裝置的設計提

2、供主要參數。 2. 力學模型的建立 礦車與剛性車擋碰撞原理如圖1 所示。根據實際工況，礦車與車擋之間的碰撞力很大，所以，礦車所受重力沿軌道方向的分力、軌道與車輪之間的摩擦力均可忽略。碰撞可以認為是一種特殊形式的振動，碰撞力是車擋振動的激振力。 礦車對剛性車擋的碰撞可以簡化為質點對等截面簡支梁的橫向碰撞。在碰撞過程中車擋的各截面中心主慣性軸在同一平面內，而且碰撞力也在這個平面內，車擋在這個平面內作橫向振動，車擋的主要變形是彎曲變形。為了簡化模型，將此過程中車擋的剪切變形及截面繞中性軸的轉動慣量忽略。根據上述分析，可以將車擋簡化為等截面伯努利歐拉梁（Bernoulli-Euler Beam）。力學模型如圖2所示。 圖2 伯努利歐拉梁模型圖 3. 數學模型的建立 根據上述已經建立的力學模型，y(x,t)車擋上距原點x 處的截面在時刻t的橫向位移，車擋動力學微分方程為 因為碰撞過程中車擋上各點作同步運動，所以 將式（2）代入式（1），得

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