基于最小二乘法的采煤机力学模型解算

"该文主要探讨了双滚筒式采煤机在不同工作条件下各滑靴受力的变化规律，通过建立采煤机整机的力学数学模型，利用最小二乘法和广义逆来解决不兼容的力学模型，旨在改善整机受力状态。文章通过MATLAB编程计算出各滑靴的最佳受力近似值，并分析了煤层倾角和俯仰角对滑靴受力的影响。研究表明，建立的模型能真实反映实际生产中的滑靴受力状况，采用最小二乘原理的解算方法是有效的，揭示了外部负载与滑靴受力之间的平衡关系。" 本文是针对双滚筒式采煤机在各种工况下的受力分析进行的研究。双滚筒采煤机在煤炭开采过程中起着至关重要的作用，其工作性能直接影响到煤矿的生产效率和安全性。由于采煤机在工作时受到复杂的力的作用，如滚筒切割力、煤层阻力、机身自重等，因此，理解并优化这些力的分布对于设备的设计和维护至关重要。 作者首先构建了采煤机整机的力学模型，这个模型包含了采煤机在工作时所有可能的受力因素。模型的建立考虑了采煤机的结构特性，包括滚筒、滑靴、机身等部分，以及它们之间的相互作用。通过这个模型，可以预测和分析不同工况下，如煤层倾角改变或机身姿态变化时，各滑靴的受力情况。 为了处理可能出现的不兼容或奇异的力学模型，研究人员采用了最小二乘解算方法。最小二乘法是一种常用的数值分析方法，用于寻找一组数据的最佳拟合，即使得误差平方和最小。在这种情况下，它被用来求解力学模型中的未知变量，即滑靴的受力。同时，利用广义逆矩阵解决了模型的非唯一解问题，确保了解的稳定性。 通过MATLAB编程实现计算程序，可以快速准确地计算出在各种工况下各滑靴的最佳受力近似值。研究结果表明，建立的数学模型能够有效地反映出实际生产中滑靴的受力状态，而且这种方法对于解决不兼容的力学模型是有效的。此外，研究还揭示了煤层倾角和俯仰角变化如何影响滑靴受力，这对于优化采煤机设计和提高其工作效率具有指导意义。 这项研究提供了一种科学的手段来理解和优化双滚筒式采煤机的受力状态，对于提高设备的工作性能和安全运行具有重要的理论和实践价值。通过最小二乘法和广义逆的应用，不仅解决了力学模型的求解问题，也为未来的采煤机设计提供了理论支持。