三自由度双并联液压支架的设计与研究.pdf

◎蔫。熬．曼墨纛 硕士 分类号T D 3 5 5 单位代码l0 3 6 l 论文题H 三自由度双并联液压支架的设计与研究 竹撒名 专业名称 导师姓名 完成时问 胡松 机械工程 王成军教授 2 0 17 年6 月1 2 日 万方数据 中图分类号 学科分类号 论文编号 密级公珏 硕士学位论文 三自由度双并联液压支架的设计与研究 作者姓名塑松 专业名称扭越工程 研究方向蟹能扭越皇扭墨厶 导师姓名王应至教拯． 导师单位安徽堡王太堂 答辩委员会主席韭延壬 论文答辩日期2 0 1 7 年5 月2 7 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 7 年5 月2 7 日 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni nM e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g D e s i g na n d r e s e a r c ho f3 - - D O Fd o u b l ep a r a l l e l h y d r a u l i cs u p p o r t C a n d i d a t e H u S o n g S u p e r v i s o r W a n gC h e n g j u np r o f e s s o r M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n gD e p a r t m e n t A n H u i U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．16 8 ，T a iF u n gS t r e e t ，H u a i n a n ，2 3 2 0 01 ，P ．R ．C H I N A 呲7删■_ ㈣5眦6㈣3叭2⋯3洲Y 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得塞煎垄王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名鲮日期珥年』 学位论文版权使用授权书 月妇日 l 本学位论文作者完全了解塞邀墨王盘堂．．有保留、使用学位 论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权 单位属于塞徽壁三盘堂。学校有权保留并向国家有关部门或机 构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名锶赤武签字日期加f _ i 年乡月刁日 导师签名 王咸年 签字日期抽，7 钌月1 夕日 万方数据 摘要 摘要 液压支架是煤矿综采机械化设备的重要部分之一，是采煤工作面重要的支护设备， 必须保证采煤工作面下工作人员和各项作业的安全进行。我国煤炭资源丰富，但煤层 条件复杂多变，倾角变化大，导致支护采煤工作面项板的液压支架会受到因围岩运动 产生的空间各方向作用载荷，而现有液压支架的主体支撑立柱为平面前后对称布置， 其不具备抵抗侧方向分力的能力，掩护梁下的四连杆机构为平面超静定机构，具有较 大自内力，也不具备抵抗侧方向分力的能力。 论文针对上述问题，设计了一种以3 - R P C 并联机构为主体支撑机构的三自由度双 并联液压支架，基于机构拓扑结构理论、D ．H 矩阵、“T R I Z ”理论、A D A M S 软件和 A N S Y SW o r k b e n c h 软件，对主体支撑机构进行结构、工作空问分析，以及在液压支架 的运动学、动力学和关键零部件优化等方面进行了研究。具体研究工作如下 基于国内外学者对顶底板运动规律的研究，将围岩与液压支架设为关联系统，分 析液压支架的受力情况，并表示出工作阻力与围岩压力、掩护梁压力以及连杆作用力 等之间的关系，为三自由度双并联液压支架的研究给出了理论依据。 基于机构拓扑结构理论、D - H 矩阵分别对3 - R P C 并联支撑机构进行结构、工作空 间分析，得出其动平台具有X 、Y 和Z 三个方向的运动特征，并通过“T R I Z ”理论对 传统液压支架优化设计，最终得出三自由双并联液压支架的设计方案，并对其进行受 力分析，证明其在受力方面具有侧向抗压性。 通过A D A M S 建立新型液压支架的虚拟样机，设置其工作参数，进行运动学、动 力学仿真，分析得出并联液压支架具有空间三个方向让压运动能力，并且在液压支架 五种通用工况下，具有良好的大倾角和顶板不平整适应性。 基于A N S Y SW o r k b e n c h 对新型液压支架的主体结构件进行静力学分析，得出整 体变形和应力分布情况；利用“D e s i g nE x p l o r a t i o n ”模块对关键零部件进行结构尺寸 优化设计，改进了耳座的结构尺寸，大大降低了其最大应力值，同时也减小了质量和 空间占用体积，改进后新型并联液压支架满足使用要求，性能更好，为日后产品的研 发提供理论的参考。 图[ 5 8 】表[ 1 2 】参[ 7 5 】 关键词液压支架；并联机构；结构分析；T R I Z ．A D A M S ；A N S Y SW o r k b e n c h 中图分类号T D 3 5 5 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 I I 万方数据 A b s t r a c t A b s t r a c t H y d r a u l i cs u p p o r ti so n eo ft h ei m p o r t a n tp a r t so fm e c h a n i z e dm i n i n ge q u i p m e n ti n c o a lm i n e ．I ti sa ni m p o r t a n ts u p p o r t i n ge q u i p m e n ti nc o a lm i n i n gf a c e ．C h i n ai sr i c hi nc o a l r e s o u r c e s ，b u tt h ec o a ls e a mc o n d i t i o ni sc o m p l e xa n dc h a n g e a b l e ．H y d r a u l i cs u p p o r tw h i c h s u p p o r t sc o a lr o o fw i l lf a c es p a c el o a df r o mt h ed i r e c t i o no fa c t i o ng e n e r a t e db yt h e s u r r o u n d i n gr o c km o v e m e n t ．B e c a u s et h em a i ns u p p o r tc o l u m nf o rt h ee x i s t i n gh y d r a u l i c s u p p o r ti sl a i do u ts y m m e t r i c a l l y , i td o e sn o th a v et h ea b i l i t yt or e s i s tl a t e r a lf o r c e ．A n df o u r b a rl i n k a g eb e a mu n d e rs h i e l db e a m ，h a sg r e a ts e l fi n t e m a lf o r c e ，a l s od on o th a v et h ea b i l i t y t or e s i s tl a t e r a lf o r c e ． A i m i n ga tt h ea b o v ep r o b l e m s ，w ed e s i g n e dat h r e ed e g r e eo ff r e e d o md o u b l ep a r a l l e l h y d r a u l i cs u p p o r tw i t h3 - R P Cp a r a l l e lm e c h a n i s ma st h em a i ns u p p o r t i n gm e c h a n i s m ． A c c o r d i n g t oM e c h a n i s mt o p o l o g yt h e o r y , D - Hm a t r i x ，T R I Zt h e o r y , A D A M Ss o f t w a r ea n d A N S Y SW o r k b e n c hs o f t w a r e ，w ea n a l y z et h es t r u c t u r ea n dw o r k s p a c eo ft h em a i n s u p p o r t i n gm e c h a n i s mt h em a i ns u p p o r ts t r u c t u r e ，a n ds t u d i e dt h ek i n e m a t i c s ，d y n a m i c sa n d o p t i m i z a t i o no f k e yc o m p o n e n t s ．S p e c i f i cr e s e a r c hw o r k i sa sf o l l o w s B a s e do nt h ed o m e s t i ca n df o r e i g nr e s e a r c ho nt h em o v e m e n tl a wo fr o o fa n df l o o Lt h e s u r r o u n d i n gr o c ka n dh y d r a u l i cs u p p o r ti ss e tu pa sa na s s o c i a t e ds y s t e m ，a n a l y s i st h es t r e s s o fh y d r a u l i cs u p p o r t , a n ds h o wt h er e l a t i o n s h i pa m o n gt h ew o r k i n gr e s i s t a n c e ，s u r r o u n d i n g r o c kp r e s s u r e ，a n dt h eb e a mb yc o v e r e dp r e s s u r ef o r c e ，t os t u d yt h r e ed e g r e eo f 仔e e d o m d o u b l ep a r a l l e lh y d r a u l i cs u p p o r tt h e o r y ． B a s e do na n a l y s i so f3 - R P Cp a r a l l e lm a n i p u l a t o rs t r u c t u r eb ym e c h a n i s mt o p o l o g y t h e o r y , D Hm a t r i xo fw o r k i n gs p a c e ，t h er e s u l t ss h o wt h a tt h em o v i n gp l a t f o r mh a st h e c h a r a c t e r i s t i c so fX ，Ya n dZi nt h r e ed i r e c t i o n s ．A n db a n a l y s i so ft r a d i t i o n a lh y d r a u l i c o p t i m i z a t i o nb yt h e ”T R I Z ”t h e o r yd e s i g n ，f i n a l l ys h o wt h a tt h ed e s i g ns c h e m ea b o u t3 - D O F d o u b l ep a r a l l e lh y d r a u l i cs u p p o r t ．I ti sp r o v e dt h a ti th a sl a t e r a lc o m p r e s s i v es t r e n g t hb y c a r r y i n go u ts t r e s sa n a l y s i s ． T h ev i r t u a lp r o t o t y p eo ft h en e wh y d r a u l i cs u p p o r ti ss e tu pb yA D A M S ，a n dt h e w o r k i n gp a r a m e t e r sa r es e tu p ，a n dt h ek i n e m a t i c sa n dd y n a m i c ss i m u l a t i o ni sc a r r i e do u t ． T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ep a r a l l e lh y d r a u l i cs u p p o r th a st h r e ed i r e c t i o n so fs p a c ea n dt h e a b i l i t yt op r e s st h em o v e m e n t ．U n d e rt h ef i v eg e n e r a lc o n d i t i o n so fh y d r a u l i cs u p p o r t ，i th a s g o o da d a p t a b i l i t yo fl a r g ei n c l i n a t i o na n g l ea n dr o o f u n e v e n n e s s ． I I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 B a s e do nt h es t a t i ca n a l y s i so ft h em a i ns t r u c t u r a lp a r t so ft h en e w h y d r a u l i cs u p p o r t , t h eo v e r a l ld e f o r m a t i o na n ds t r e s sd i s t r i b u t i o na r eo b t a i n e db a s e do nt h eA N S Y SW o r k b e n c h ． U s i n gt h e ”D e s i g nE x p l o r a t i o n ”m o d u l et oo p t i m i z et h es t r u c t u r a ld i m e n s i o n so ft h ek e y c o m p o n e n t s ，t h es t r u c t u r a ld i m e n s i o no ft h es e a ti si m p r o v e d , t h em a x i m u ms t r e s sv a l u ei s g r e a t l yr e d u c e d ，a tt h es a m et i m e ，t h eq u a l i t ya n ds p a c eo c c u p i e dv o l u m ea r er e d u c e d ．1 1 1 e i m p r o v e dm o d e lo fp a r a l l e lh y d r a u l i cs u p p o r tC a nm e e tt h eu s er e q u i r e m e n t s ，b e t t e r p e r f o r m a n c e ，a n dp r o v i d eat h e o r e t i c a lr e f e r e n c ef o r t h er e s e a r c ho nt h ep r o d u c t ． F i g u r e [ 5 8 】t a b l e 【1 2 】r e f e r e n c e 【7 5 】 K e yw o r d s h y d r a u l i cs u p p o r t ；p a r a l l e lm e c h a n i s m ；s t r u c t u r a la n a l y s i s ；T R I Z ；A D A M S ； A N S Y SW b r k b e n c h ． C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T D 3 5 5 I V 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。I A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I l l 弓I言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 1 ．1 选题背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 ．2 液压支架研究动态及存在的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．2 ．1 国外研究动态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 1 ．2 ．2 国内研究动态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 1 ．2 ．3 存在问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 1 ．3 并联液压支架的提出与研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．3 ．1 并联机构的研究动态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 ．3 ．2 并联液压支架的提出及现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 1 ．4 课题的主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 2 液压支架与围岩关联系统的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．9 2 ．1 采场环境下顶底板运动规律研究动态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．2 液压支架与围岩相互作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11 2 ．2 ．1 液压支架与围岩相互作用的特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11 2 ．2 ．2 液压支架工作状态分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11 2 ．3 采场液压支架的力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 ．1 液压支架分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 ．2 液压支架载荷特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 2 ．3 ．3 液压支架力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 2 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 3 三自由度双并联液压支架的结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 3 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 3 ．2 主体支撑机构的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～2 2 V 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 3 ．2 ．1 主体支撑机构设计的基本要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 2 3 ．2 ．2 主体支撑机构机型的设计与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 3 - 3 三自由度双并联液压支架的结构方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 3 ．4 新型液压支架的工作空间分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 3 ．5 新型液压支架的受力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。31 3 ．5 ．1 新型液压支架的整体受力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 3 ．5 ．2 液压支架顶梁、底座分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 3 ．6 基于T R I Z 理论的新型液压支架结构优化设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 3 ．6 ．1 T R I Z 理论体系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 5 3 ．6 ．2问题描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 3 ．6 ．3 因果轴分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 3 ．6 ．4 解决方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 3 ．6 ．5 优化设计结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 3 ．7 本章小节⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 4 运动学与动力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 4 ．1 虚拟样机技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．2 运动学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．2 ．1 运动学反解分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 4 ．2 ．2 运动学正解分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 4 ．3 动力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 5 关键零部件结构优化设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 5 ．1 有限元分析原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 3 5 ．2 并联液压支架静力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 4 5 ．3 关键零部件的优化设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 8 5 ．3 ．1 优化设计模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 5 ．3 ．2 耳座优化过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．3 本章小节⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 4 6 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 5 V I 万方数据 目录 6 ．1结{ 念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 5 6 ．2 工作展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 6 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 7 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 l 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 3 V I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 V I I I 万方数据 一 生旦翌丝坐 一 C o n t e n t s A b 蚰麓c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I P r e f a c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 №d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 1 ．1 B a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo f t h e s e l e c t e dt o p i c ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- j 1 ．2R e s e 硼℃h 蛐sa n de x i s t i n gp r o b l e m so f h y d r a u l i cs u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．2 ．1 F o r e i g nr e s e a r c ht r e n d s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．2 ．2 D o m e s t i Cr e s e a r t ht r e n d s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．2 ．3 E x i s t i n gp r o b l e m s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．3 P r e s e n ts i t u a t i o na n dr e s e a r c hs t a t u so f p a r a l l e lh y d r a u l i cs u p p o r t ⋯⋯⋯⋯一6 1 ．3 ．1 R e s e a r c ho np a r a l l e lm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．3 ．2T h ep r e s e n ts i t u a t i o no f p a r a l l e lh y d r a u l i cs u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 ．4T h em a i l lc o n t e n t so f t h er e s e a r c h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 ．6 C h a p t _ e rs 岫a r r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2S t u d yo nt h ec o r r e l a t i o ns y s t e mo f h y d r a u l i cs u p p o r t a n ds u r r o u n d i n gr o c k ⋯⋯⋯9 2 ．1 R e s e a r c ho nt h em o v e m e n tl a wo f r o o f a n df l o o r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．2 H y d r a u l i cs u p p o r ta 1 1 ds u I I D u n d i l l g r o c ki r l t e m C t i o np 血c i p l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．2 ．1C h a I a c t e r i S t i c so fi n t e r a c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．2 ．2 A n a l y s i so f w o r k i n g c o n d i t i o no f h y d r a u l i cs u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．3M e c h a n i c a l 锄a l y s i so f h y d r a u l i cs u p p o r ti nc o a lm i n i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 4 2 ．3 ．1 H y d r a u l i cs u p p o r tc l a s s i f i c a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 ．2h a dc h 觚l c t 商S t i c so f h y d r a u l i cs u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 2 ．3 ．3 M e c h a n i c a la n a l y s i so f h y d r a u l i cs u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 2 ．4 C h a p t e rs u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”1 9 3S 仃u c t u m ld e s i g no f t h r e ed e g r e eo ff r e e d o mp a r a l l e lh y d r a u l i c s u p p o r t ⋯⋯⋯⋯一2 l 3 ．1I n 拄o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 3 ．2T h ed e s i g no f t h em a i ns u p p o r t i n gm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“2 2 3 ．2 ．1T h eb a s i cr e q u i r e m e n t sf o r t h ed e s i g n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 3 ．2 ．2D e s i g na n da n a l y s i so f m a i ns u p p o r tm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 T Y 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 3 ．3S t r u c t u r a ld e s i g nt ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 3 ．4 W o r k s p a c ea n a l y s i so f a n e w t y p eh y d r a u l i cs u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 3 ．5F o r c ea n a l y s i so f n e w t y p eh y d r a u l i cs u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31 3 ．5 ．1 A n a l y s i so nt h ew h o l ef o r c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 3 ．5 ．2 A n a l y s i so f t o pa n db a s e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 3 ．6S t r u c t u r a lo p t i m i z a t i o nd e s i g nb a s e do nT R I Zt h e o r y ⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．3 5 3 ．6 ．1T R I Zt h e o r ys y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 5 3 ．6 ．2P r o b l e md e s c r i p t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 6 3 ．6 ．3C a u s a la x i sa n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 8 3 ．6 ．4S o l u t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 3 ．6 ．5 O p t i m a ld e s i g nr e s u l t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯4 2 3 ．7 C h a p t e rs u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 4K i n e m a t i c sa n dd y n a m i c sa n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 5 4 ．1V i r t u a lP r o t o t y p i n gT e c h n o l o g y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 4 ．2k i n e m a t i ca n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．2 ．1I n v e r s ek i n e m a t i c sa n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 6 4 ．2 ．2F o r w a r dk i n e m a t i c sa n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 4 ．3k i n e t i ca n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯4 9 4 ．4 C h a p t e rs u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 2 5S t r u c t u r a lo p t i m i z a t i o nd e s i g no f k e y c o m p o n e n t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 5 ．1F i n i t ee l e m e n ta n a l y s i st h e o r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 3 5 ．2S t a t i ca n a l y s i so f p a r a l l e lh y d r a u l i cs u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 4 5 ．3 O p t i m a ld e s i g no f k e yc o m p o n e n t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．5 8 5 ．3 ．1E s t a b l i s h m e n to f o p t i m a ld e s i g nm o d e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 5 ．3 ．2 E a rs e a to p t i m i z a t i o np r o c e s s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．3 C h a p t e rs u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯6 4 6 S u m m a r y a n df o r e c a s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 5 6 ．1 S u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 5 6 ．2F o r e c a s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 6 X 万方数据 C o n t e n t s R e f e r e n c e s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 7 C o m p l i m e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 1 R e s u m eo f a u t h o ra n da r t i c l ep u b l i s