摘要

三维间隙导致刨头-滑架体产生复杂的接触碰撞现象,煤粉层加剧了系统的动态特性。基于刨头与滑架体之间的几何结构特点,提出将三维多面体碰撞检测降维到二维多边形碰撞检测的方法,综合考虑表面粗糙度、煤粉层的影响,引入粗糙界面接触力模型以及含煤粉层接触力模型,并通过试验测得恢复系数,构建了刨头与滑架体间三维接触碰撞动力学模型,采用数值分析方法获得刨头-滑架体接触碰撞动态特性。研究结果表明:刨头-滑架体的接触碰撞存在点、线、单面、多面等多种形式;随着恢复系数的降低,刨头的摆角振动、位移振动幅值随之降低,在间隙边界处的接触碰撞振动幅值随之减小,各点的碰撞力均值减小,碰撞次数也随之降低。最后通过试验验证了该研究中碰撞动力学模型的有效性。

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