□ 赵 北 □ 马 赶 □ 王 海 □ 林君哲 □ 杨洪朋

1.三一重型装备有限公司 沈阳 110027 2.东北大学 机械工程与自动化学院 沈阳 110819

1 研究背景

数字孪生技术作为新的数字化关键技术,已应用至与工业4.0相关的智能制造领域[1-2]。液压支架是现代化煤矿综合开采装备的关键设备之一。随着采煤层深度和厚度的增大,以及绿色节能环保理念的提出,液压支架的设计和工作要求越来越高。另一方面,传统的强度和疲劳样机试验往往只能得到少量数据,并且耗资耗时,计算机技术的发展则为大型复杂结构件的仿真提供了有效平台[3-5]。通过建立基于数字孪生技术的数字化样机,代替真实物理样机进行分析,可以指导物理样机的设计,能够进一步为细化数字化样机提供建模参考,反映环境对性能的影响。利用所建立的数字化样机进行分析,还可以测试物理样机在使用中的性能,并进行校验,将结果反馈至设计阶段[6-10]。

2 建模

在Creo 4.0软件中对Z77-3D型支顶掩护式液压支架进行参数化建模。为减小工作量,在不影响仿真结果的前提下对一些零部件进行简化处理。利用装配功能,对建模后的零件进行装配,最终获得支顶掩护式液压支架的三维模型,经过检验无干涉后转换为.parasolid格式文件,导入ADAMS软件进行动力学仿真。支顶掩护式液压支架三维模型如图1所示,主要工作机构由顶梁、掩护梁、底座、立柱、平衡千斤顶、前连杆、后连杆组成。

▲图1 支顶掩护式液压支架三维模型

支顶掩护式液压支架三维模型导入ADAMS软件后,并没有质量信息。……