基于Hamilton原理的带式输送机纵向振动仿真与优化

本文主要探讨了带式输送机在纵向激励下的振动特性，通过理论建模与仿真分析来深入理解这一问题。研究者基于物理学中的Hamilton原理，在广义坐标系中构建了一个黏弹性连续型的带式输送机纵向振动模型。这个模型考虑了输送机的黏弹性和动态响应，这是在实际应用中非常关键的特性，因为输送机的振动性能直接影响到设备的稳定性和安全性。 作者运用杜汉梅耳原理进行处理，将边界条件进行了齐次化和分离变量，从而获得了输送机在各种位移激励下的近似解析解。这个解析解为后续的振动加速度响应计算提供了基础，加速度响应是衡量振动强度的重要指标，它关系到输送带的疲劳寿命和可能产生的动张力。 计算机仿真技术在这个研究中发挥了重要作用，通过对不同起动时间的位移激励下，输送机纵向振动加速度响应的数值模拟，研究人员揭示了输送机启动时间与其基波振动周期T1之间的影响规律。具体来说，当输送机起动时间T大约是基波周期T1的15-20倍时，能够有效地抑制或避免起动时的剧烈纵向振动。这种控制策略对于防止输送带内过大的动张力形成至关重要，从而减少了由于振动导致的设备损坏和安全事故的发生风险。 本文的研究成果对于带式输送机的设计优化、故障预测以及操作规程制定具有重要的指导意义，有助于提高输送系统的运行效率和安全性，对于提升整个煤炭工业乃至其他物料搬运行业的生产管理水平具有实际价值。同时，这也展示了将理论力学原理与计算机仿真技术相结合在解决实际工程问题上的优势。