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带式输送机系统动力学仿真及软件开发

作　者: 李鑫
导　师: 韩刚
学　校: 太原科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 带式输送机动力学分析 MATLAB 软件开发
分类号: TH222
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 4次
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内容摘要

现代工业中，带式输送机作为一种散状物料输送的理想设备，已被广泛应用于多个领域，而朝着长距离、大运量、高速度等方向发展已成为不可替代的趋势。然而传统的静态设计方法已远不能满足其设计要求，因此，对输送机动力学特性的研究就变得非常重要了。本文从带式输送机的动力学特性的研究入手，通过对几种粘弹性模型的比较分析，最终选定了Kelvin-Voigt模型作为输送带的粘弹性模型。利用离散有限单元法，分别对输送带、驱动装置、拉紧装置建立了动力学方程，进而推导出带式输送机系统动力学方程，并进一步转化成为系统状态方程。在此基础上，利用MATLAB语言开发了带式输送机系统动力学仿真软件。该软件采用MATLAB自带GUI制作了界面，采用OED求解器对动力学方程进行了求解。并对程序编制中的几点重要问题进行了深入研究，如摩擦力如何加载、多点驱动如何解决、以及如何控制驱动单元按照给定速度曲线进行驱动等。软件设计完成后，为了方便用户使用，本文还对软件进行了详细介绍，并对其进行了实例参数仿真。得到了带式输送机系统启动过程中输送带的速度、张力、位移变化情况，以及用户所关心的关键部位的张力、拉紧行程等。进而对关键点进行分析研究，并对设计人员提出合理改进要求。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 带式输送机的概述  10-11
  1.2 动态分析研究概况  11-13
    1.2.1 国内外研究概况  11-13
    1.2.2 动力学分析主要研究问题  13
  1.3 本论文主要研究内容  13
  1.4 本章小结  13-16
第二章输送带的研究特性  16-26
  2.1 粘弹性体物理特性  16-20
    2.1.1 粘弹性体特性介绍  16-17
    2.1.2 几种粘弹性模型  17-20
  2.2 输送带结构与力学模型  20-22
    2.2.1 输送带的结构  20
    2.2.2 输送带的动力特性  20-22
    2.2.3 输送带的动力学模型  22
  2.3 输送带弹性模量的确定  22-25
    2.3.1 理论弹性模量  22-23
    2.3.2 等效弹性模量  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章带式输送机系统动力学模型  26-46
  3.1 输送带动力学方程的建立  26-30
    3.1.1 基本假设  26
    3.1.2 输送带动力学方程的建立  26-30
  3.2 边界条件和初始条件  30-32
    3.2.1 边界条件  30-32
    3.2.2 初始条件  32
  3.3 驱动装置的动力学特性  32-38
    3.3.1 带式输送机驱动性能的要求  33
    3.3.2 几种驱动方式的比较  33-35
    3.3.3 驱动系统数学模型  35-38
  3.4 带式输送机系统动力学方程的建立  38-44
    3.4.1 单元划分  38
    3.4.2 重锤的拉紧位移分析  38-39
    3.4.3 各单元力学方程的推导  39-42
    3.4.4 输送机系统动力学方程的建立  42-44
  3.5 本章小结  44-46
第四章带式输送机动力学仿真软件的开发与使用  46-68
  4.1 带式输送机系统状态方程  46-49
    4.1.1 关于系统的状态空间表达式  46-47
    4.1.2 几个定义  47-48
    4.1.3 带式输送机系统状态方程  48-49
  4.2 微分方程的解法  49-52
    4.2.1 已有的算法  49-50
    4.2.2 本论文算法  50-52
  4.3 带式输送机仿真系统的开发  52-58
    4.3.1 关于 MATLAB  53-55
    4.3.2 带式输送机系统仿真程序核心  55-56
    4.3.3 软件系统界面设计依据  56-58
  4.4 带式输送机系统动力学仿真软件的使用  58-67
    4.4.1 软件概述  58-59
    4.4.2 用户使用界面  59-67
  4.5 本章小结  67-68
第五章带式输送机系统动力学仿真软件的应用  68-80
  5.1 实例参数  68-71
    5.1.1 头部驱动带式输送机参数  68-69
    5.1.2 头部、中部驱动带式输送机参数  69-71
  5.2 动态仿真结果与分析  71-79
    5.2.1 头部驱动带式输送机启动过程仿真结果与分析  71-74
    5.2.2 头部和中部驱动带式输送机启动过程仿真结果与分析  74-79
  5.3 本章小结  79-80
第六章结语  80-82
  6.1 总结  80
  6.2 展望  80-82
参考文献  82-84
致谢  84-86
攻读学位期间发表的学术论文目录  86-87

带式输送机系统动力学仿真及软件开发

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