一、气动矛电算模型的建立及其应用（论文文献综述）
时浩博[1]（2020）在《基于环境激励的大跨悬索桥自振特性及气动阻尼识别》文中进行了进一步梳理大跨径悬索桥因其自身重量轻、刚度小、阻尼小的特征,易在风荷载的作用下会产生多种风致振动响应,结构的动力特性也会相应的产生复杂多样的变化。结构固有的动力特征是有限元模型更新,损伤检测和振动控制的基础,而大跨径悬索桥的模态特征（自振频率、阻尼比、振型）会受到车辆荷载、温度变化、地震和风等各种动力载荷的影响。鉴于此,本文以沿海地区西堠门大桥为工程背景,基于桥址处附近的大量实测风速数据和响应加速度数据,采用自然激励技术（NEx T）和特征系统实现算法（ERA）相结合的方法,准确估计了大跨度悬索桥在不同风速下的模态频率和模态阻尼比,发现了西堠门大桥在平稳风荷载下的模态参数演化规律,主要研究内容如下:（1）系统的总结并推导了利用自然激励技术的数据预处理方法（NEx T）和特征系统实现算法（ERA）的模态识别方法,说明了两种方法结合的可能性和优点,并指出了运用该方法进行模态识别过程中可能会出现的问题。（2）编制了用NEx T-ERA方法识别结构模态参数的MATLAB程序,讨论了模态识别过程中的样本时长,窗口时距和Hankel矩阵阶次的选择方法,通过参数分析发现:样本时长和窗口时距的增大会提高模态参数识别精度,两个参数中任何一个取值过小都会导致模态识别结果出现异常;Hankel矩阵的阶次的选择需要结合具体的工程背景,采用一定标准人工确定。（3）分别采用了轮次检验法和希尔伯特—黄变换法分析了西堠门大桥桥址处实测风速序列及主梁加速度在幅值和频率上的非平稳性。研究表明:西堠门大桥桥址处实测风速序列和主梁加速度信号均为平稳时间序列,满足NEx T-ERA方法的假定;风速序列的非平稳度明显大于相应风速条件下主梁加速度响应的非平稳度。（4）使用NEx T-ERA模态识别技术分析了西堠门大桥在7种不同风速下共三千余组的时间序列,获取了不同风速条件下桥梁结构竖向、横向和扭转的模态频率和模态阻尼比。研究发现:悬索桥的阻尼比相对较低,前三阶竖向阻尼比的分布区间为0.2%-2.1%,前三阶横向阻尼比的分布区间为1.3%-2.8%,前三阶扭转阻尼比的分布区间为0.3%-2.3%;风速的变化对大跨悬索桥模态频率的影响很小,可以忽略不计,但对阻尼比的影响效果显着,整体上表现为:随着风速的变增大,前三阶竖向阻尼比显着增大,横向阻尼比保持不变,而扭转阻尼比显着减小;风速的变化对阻尼比识别结果的离散性影响显着,竖向阻尼比识别结果的离散度随着风速增大而增大,横向阻尼比识别结果的离散性随风速变化较小,扭转阻尼识别结果的离散度随着风速增大而减小。
张晨[2]（2020）在《中心杆配气式潜孔冲击器动力学仿真系统研究》文中认为由于气体钻井技术在矿山开采、油田及天然气硬岩开孔有着常规钻井液不可比拟的优势,以高压气体为介质的潜孔冲击器凿岩技术是针对硬地层、中硬地层极为有用的破岩采矿举措之一。气动潜孔冲击能够大幅度提高钻进效率,保证工程质量,降低施工成本,具有显着的技术经济效益而被视为现代钻探采矿技术的核心装备与衡量钻探采矿技术的标志之一,国内外相关行业给予了极大的重视。目前从国内外凿岩采矿工具行业发展趋势来看,高效、节能、绿色型装备为将来发展主动脉。而中心杆配气式潜孔冲击器不仅符合发展主旋律,又能适应中国各种工程施工领域,是今后国内外岩土钻凿行业主要研发的对象之一。中心杆配气式潜孔冲击器具有结构简单且钻进速率高、噪声发生在炮孔底部、适应于各种硬度岩石和复杂岩层、钻孔直径范围广等一系列优点。本文首先分析了中心杆配气式潜孔冲击器的机械结构及内部原理,介绍了潜孔冲击器钻进特点、应用领域、发展背景及趋势,通过三维建模对中心杆配气式潜孔冲击器进行了结构设计。然后,通过对中心杆配气式潜孔冲击器配气过程和运动机理的分析,运用固体运动学、动力学、气体动力学等相关理论,基于气体状态方程与能量方程、气体能量平衡微分方程等,以活塞为研究对象,考虑其工况下的运动形式,建立了潜孔冲击器的动力学模型。最后,在活塞动力学模型基础上,开发了潜孔冲击器动力学仿真系统。软件可根据潜孔冲击器结构,输入或改变相应参数,借助计算机软件计算,可输出潜孔冲击器在一定工作参数下的性能参数结果,包括活塞实际行程、冲击功、冲击频率、耗气量、冲击功率等参数。并且能对潜孔冲击器的运动过程进行动力学仿真计算,可直接输出前后气室压力与时间及位移的关系曲线、速度轨迹及加速度随时间变化曲线、位移轨迹随时间变化曲线,可实时通过这些曲线看到潜孔冲击器内部每时每刻的运动状态。根据软件输出结果,得到了潜孔冲击器主要结构参数对性能的影响规律,如潜孔冲击器活塞重量、气源压力、活塞前气室端面直径、配气行程、配气杆直径及后气室进气通道宽度等参数。同时,还研究了潜孔冲击器在工作过程中的携水量及最小注气量的问题,为现场实际工作提供一定指导。本文通过对中心杆配气式潜孔冲击器进行动力学模型的建立,并编写出动力学仿真系统,可直接对潜孔冲击器进行辅助设计和优化,极大提高了潜孔冲击器设计优化效率,且软件界面简洁、操作简单、上手容易,对一线设计人员非常友好,为我国潜孔冲击器的结构设计及优化奠定了良好的技术基础。
陈小东[3]（2015）在《刮切—冲击复合破岩工具技术研究》文中研究指明目前,随着深井、超深井钻井数量不断增多,深部地层钻进速度慢的问题日益突出。提高深部井段的高硬度、高研磨性和非均质地层钻进效率是目前油气钻井行业亟待解决的重要技术难题。因运动部件少且耐磨,PDC钻头用得较多,但目前PDC钻头钻进深部难钻地层出现打滑吃不进的现象,同时PDC齿磨损严重,钻井效率仍然不能满足要求。杨迎新等提出一种刮切-冲击复合式钻头技术,能够在有效提高破岩效率同时减缓切削齿的磨损速率,延长PDC切削齿的寿命,是解决深部难钻地层钻井效率低的有效手段之一。但目前该技术尚未进行任何形成的室内试验和现场试验,究其原因主要是缺少与该工具相匹配的冲击器。由于该技术对冲击器的防空打功能和冲头的限位功能有特殊要求,该工具不能直接配合现有油气钻井用冲击器使用,需要针对该技术进行改进或进行冲击器的个性化设计。此外,目前对刮切-冲击复合破岩机理仍然认识不清,同时缺乏刮切-冲击复合式钻头的设计理论与方法,因此复合破岩工具难以产品化。为使刮切-冲击复合式钻头技术能够尽快产品化并推向实际油气钻井应用,解决目前深部难钻地层钻进效率低的问题,同时,在保证技术可行性的前提下,扩大该技术的应用范围,使之能够同时应用于泥浆钻井和气体钻井,本文的研究内容如下：1、研究气动冲击器设计理论与方法,为气动冲击器设计提供设计依据,以符合刮切-冲击复合式钻头对气动冲击器性能参数的个性化要求；2、研究刮切-冲击复合破岩机理和刮切-冲击复合式钻头设计理论,为复合式钻头产品化和应用提供技术支持；3、解决现有刮切-冲击复合式钻头结构功能设计存在的问题。
赵之[4]（2015）在《气体钻水平井用空气锤工作性能研究及改进设计》文中提出近年来,大规模、低丰度、难动用油气资源的开发力度不断加大。当遭遇薄层、多层、致密储层及强水敏性地层时,使用具有良好保护储层效果的气体钻井技术,通过钻水平井打开储层不失为一种较好的解决办法,即为气体钻水平井技术。现今液体钻水平井中通常使用容积式螺杆马达作为井下动力钻具,从而完成增斜、减斜及稳斜操作。而现有的螺杆马达基于液体钻井设计,常规空气锤基于垂直钻井设计,二者都不能直接适用于气体钻水平井技术,缺乏可靠的井下动力钻具制约了该技术的发展。上世纪90年代至今,为了突破这个技术瓶颈,国内外研究者一方面将用于液体的螺杆马达钻具改装为气动螺杆钻具;另一方面则尝试将常规空气锤进行改装,使其能用于水平井,并具有导向钻进的能力。经过一系列的研究已有成系列的气动螺杆产品。然而螺杆钻具的动力原理限制了其用于气体这种可压缩型流体时的使用效果。理论研究及现场应用都证明了气动螺杆钻具具有输出扭矩小,随扭矩下降转速迅速上升的缺陷。同时,水平井用空气锤也处于不断发展之中,已有的一些将常规空气锤改进为水平井用空气锤的设计,用于实际钻井实验后,出现了扭矩不足,容易卡死的情况。为了解决现有的水平井用空气锤性能不佳的情况,本文首先建立了空气锤井底工作过程的数学计算模型,编制了空气锤工作过程的仿真计算软件,进行了空气锤多角度工作台架实验,并结合台架实验对数学模型的准确性进行验证,随后利用建立的仿真软件,从活塞往复振动机构及自转机构的附加两方面入手,对现有水平井用空气锤性能下降的原因进行分析。最后基于各项分析结果,对现有水平井用空气锤提出了优化建议,并提出了一种新型水平井用空气锤的设计方案。本文建立的井底空气锤工作仿真计算软件能良好的模拟空气锤井底工作的真实状态,计算结果均能较好的和台架实验结果相符合。建立的空气锤性能测量方法方便可靠。通过计算分析解释了现有的几种水平井用空气锤工作性能较差的原因,并提出了一种新型水平井用空气锤设计,其各部分均基于本文的各项研究结果进行了优化。优化后的活塞往复振动机构冲击次数、输出转速及总输出功均得到20%～30%的提升,且即便在扭矩过大无法转动的情况下,其自转机构也能利用冲击破岩过程中钻齿反弹产生的转动扭矩为零的这段时间转动空气锤锤体。
叶永盛[5]（2013）在《空气锤仿真电算研究》文中研究指明随着钻井向大直径、深井眼方向发展及水平井的日益增加,硬地层钻井、加压等问题日益突出,如钻头寿命短、钻进效率低、成本高、钻井周期长等。空气锤钻井技术除了具有空气钻井的特点外,还具有钻压小、易斜地层可提高井身质量、硬地层钻速快、可有效清除井底岩屑、减少钻具磨损、应用范围广等特点,可较好地解决上述问题。空气锤是这项技术的核心部件之一,其设计、性能优劣评价可通过仿真电算实现。本文在分析空气锤结构,了解了空气锤钻进特点、适用地层、应用领域和发展趋势基础上,运用固体运动学、动力学、气体动力学等相关理论,建立了空气锤的数学模型。主要理论方程包括：气体状态方程与能量方程、稳定流基本方程、气体能量平衡微分方程、有效热效率方程、活塞运动微分方程等。通过对空气锤配气过程和运动机理的分析,假设仿真条件,运用有限差分原理,开发了空气锤仿真电算软件。该软件能对空气锤的运动过程进行仿真计算,以数据表的形式可以看到每一微段内气体状态参数和运动参数的计算结果,绘制了前后气室压力曲线、速度轨迹曲线、位移轨迹曲线、耗气量轨迹曲线、加速度轨迹曲线,通过这些曲线可以看到空气锤的内部动力过程。此外,计算机通过若干个周期计算,可输出空气锤所有工作性能参数的计算结果：活塞实际行程、单次冲击功、冲击频率、耗气量、风压、冲击功率、有效热效率等。根据计算的结果,找出了空气锤结构参数等对性能的影响规律,如气源压力、配气行程、结构行程、空气锤重量、活塞中心孔直径、活塞粗端直径、活塞细端直径。开发出的空气锤仿真电算软件可指导空气锤进行设计,设计出的空气锤在实际生产得到了较好地应用,为社会创造一定的经济价值。
张忠林[6]（2006）在《“穿地龙”机器人转向机构与位姿检测研究》文中研究说明机器人技术的发展是一个国家高科技水平和工业自动化程度的重要标志和体现。“穿地龙”机器人是一种特种机器人，它综合了非开挖技术中气动冲击矛的设备简单、操作方便的优点，加之高可靠性、高智能型、自适应性强等机器人的设计长处于一体，将提高非开挖施工的技术水平，它主要能够实现PE或PVC管、电缆、光缆等中、小直径管线的地下非开挖铺设，因此，具有广泛的应用前景和开发价值。 理想状态下“穿地龙”机器人是一种可在土中自主行走的非开挖装置。由计算机控制，在地表的一端进入土中，按预定设计的轨迹前进，行进中可以随时改变方向绕过障碍物或修正偏差，最后，从地表的另一端指定位置穿出。 文中的研究工作是结合黑龙江省科学技术计划（重点攻关）项目“穿地龙机器人样机研制”而开展的。针对机器人在土中的工作特点和工作原理，主要进行了机器人在土中各种模型的建立及分析、轨迹规划及机器人检测与控制等相关问题的研究工作。 文中首先综述了非开挖技术中的国内外气动冲击矛技术发展现状，重点介绍了方向可控气动冲击矛的转向机理，以及检测技术钻孔导向仪的应用概况，并且简单总结了虚拟样机技术在机器人领域中的应用现状。 探讨了“穿地龙”机器人总体方案，对机器人土中冲击挤压成孔的机理进行了研究，运用Drucker-Prager屈服准则为判据，将土体视为DP材料，其塑性行为被假定为理想弹塑性，运用有限元分析手段，在ANSYS环境中建立了机器人在土中的有限元模拟模型。通过土体的应力、应变来求出“穿地龙”机器人在土中的受力情况和机器人与土作用的波及问题，通过机器人的实际工况条件下的穿土实验，来验证了所建立的有限元模型的可靠性。实验证明所建立的有限元模型可真实的反映土的变形情况，利用建立的力学模型，可以指导“穿地龙”机器人冲击机构的设计优化、机器人动力源的选择和性能分析以及“穿地龙”机器人的轨迹规划。 探讨了“穿地龙”机器人在土中的轨迹规划问题，进行了规划曲线上相关的关键点坐标的计算公式的推导，在此基础上，利用所建立的数学模型，
于晓琳,阎明印,郑秀琴[7]（2003）在《气动矛电算模型的建立及其应用》文中提出分析气动矛结构原理,以气体动力学和气体热力学理论为基础,建立数学模型,并为电子计算机程序模拟气动矛内部工作的动力过程和分析动力参数提供了理论依据和方法。
殷琨,菅志军,蒋荣庆[8]（1996）在《大冲击功液动锤的研究及其应用》文中研究说明从液动锤基础理论出发，依据理论计算公式，科学建立数学模型，开发计算机软件，对波动锤内部动力过程及工作参数进行计算机模拟仿真电算，寻求大幅度提高冲击功的途径和方法．以ＳＣ－５４型小口径射流式液动锤为实验研究对象，理论研究与实际实验研究相结合，使其冲击能比原有值大幅度提高，展示了液动锤的良好发展前景。将实验室实测数据与电算程序进行拟合，使电算值与实测值高度吻合，进而实现波动锤的计算机辅助优化设计。
江涛,李锻能[9]（2010）在《基于仿真计算的气动潜孔冲击器性能分析》文中研究说明通过分析气动潜孔冲击器内部关键结构及其工作原理,建立气动冲击器的冲击系统数学仿真模型,再结合MATLAB语言以及其系统仿真工具SIMULINK,以市场上应用得比较广泛的一种气动冲击器作为实例进行仿真计算,并对影响气动冲击器性能参数的主要因素进行了分析。
王考[10]（2009）在《气动式振动台振动激励能谱优化研究》文中认为可靠性强化试验技术日益受到国内外可靠性工程领域的普遍关注,该技术的应用与推广离不开相关试验平台的支撑,目前气动式振动台是该技术的主要支撑平台之一。与常规电动振动台相比,气动式振动台的主要优点在于能够产生一种超高斯幅值分布的宽带随机振动激励,但是其振动激励的能谱特性存在缺陷,限制了该类设备在振动强化试验中的应用。因此,为了提升气动式振动台的振动试验能力,开展该类设备振动激励能谱优化研究已成为目前可靠性工程领域亟待解决的课题之一。针对气动式振动台振动激励的中低频能量较低的缺陷,本文从分析影响该类设备振动激励的主要因素出发,结合工程实际提出了其振动激励的优化目标。在此基础上,通过运用线性系统理论描述和分析该类设备振动激励的能谱优化问题,进一步明确了振动激励能谱优化的关键要素:气锤产生原始激励信号的机理、气锤动力优化设计、台板振动信号的响应机理、台板动力优化设计。主要研究内容与结论如下:1.针对气锤产生原始激励信号的问题,分析了气锤的工作原理,建立了气锤的力学模型,根据碰撞动力学理论推导了气锤产生的碰撞信号的解析表达式,通过理论分析、工程实验和数值仿真,提出了一种生成原始激励信号的方法,揭示了气锤产生原始激励信号的机理,为气锤动力优化设计研究奠定了理论基础。2.基于气锤产生原始激励信号的机理分析,从评价两种常见气锤的中低频性能出发,分析了气锤产生的原始激励信号与碰撞信号的中低频能量之间关系,分别采用数值计算和解析计算,揭示了气锤产生的原始激励信号的中低频能量随气锤设计参数变化规律,据此提出了气锤动力优化设计指导原则。3.针对台板振动信号的响应问题,建立了台板的振动力学模型,结合实际气锤产生的原始激励信号,针对传统力学分析方法在计算台板动力学响应时暴露出来的不足,提出了一种基于传递函数和叠加法的台板动力学响应分析新方法,揭示了台板振动信号的响应机理,为台板动力优化设计研究提供了理论支撑。仿真与实验研究表明:本文的台板动力学响应分析新方法与传统力学分析方法相比具有更高精度和更高效率。4.基于台板振动信号的响应机理分析,根据线性系统理论建立了气动式振动台的动力学模型,从分析台板固有频率和阻尼对动力学模型的中低频传递特性影响出发,确立了以夹层台板为主的台板动力优化设计思路,提出了夹层台板动力优化设计方法并设计了夹层台板,进一步采用有限元仿真研究了台板及外部几何约束的动力优化设计,据此提出了台板及外部几何约束动力优化设计指导原则。5.依托自研和引进的振动试验平台,通过对比由不同气锤和台板组成的振动台振动激励的能谱特性和幅值分布特性,验证了本文提出的气锤和台板动力优化设计指导原则的有效性,并以某模块级电子产品为对象进行了振动强化对比试验,进一步验证了气锤和台板经动力优化设计的自研振动台的效率优势。总之,本文紧紧围绕“气动式振动台振动激励能谱优化”这一目标,以“气锤产生原始激励信号的机理”、“台板振动信号的响应机理”以及“气锤和台板动力优化设计”为主要内容开展了一系列研究,研究方法与结论对促进气动式振动台的总体动力优化设计,进而提升该类设备的振动试验能力具有理论指导意义与工程应用价值。
二、气动矛电算模型的建立及其应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、气动矛电算模型的建立及其应用（论文提纲范文）
（1）基于环境激励的大跨悬索桥自振特性及气动阻尼识别（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 模态参数识别方法研究 |
| 1.2.2 基于环境激励的大型结构模态参数识别研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 基于环境激励的模态参数识别方法 |
| 2.1 模态识别基本理论 |
| 2.1.1 无阻尼系统的模态分析 |
| 2.1.2 比例阻尼系统的模态分析 |
| 2.1.3 非比例阻尼系统的模态分析 |
| 2.2 环境激励技术 |
| 2.3 .特征系统实现算法 |
| 2.3.1 系统状态空间模型 |
| 2.3.2 脉冲响应与系统矩阵之间的关系 |
| 2.3.3 系统的最小实现 |
| 2.3.4 模态参数识别 |
| 2.4 NEx T-ERA方法及其可能存在的问题 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 用NExT-ERA法进行模态识别中的关键参数确定 |
| 3.1 样本总时长对模态识别结果的影响 |
| 3.2 窗口时距对模态识别结果的影响 |
| 3.3 Hankel矩阵的维数选取选择对模态识别结果的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 西堠门大桥桥址处风速及桥梁响应的非平稳特性研究 |
| 4.1 非平稳特性研究的基本理论和方法 |
| 4.1.1 平稳随机过程、平稳良态风和平稳响应时程 |
| 4.1.2 风速及响应加速度序列的非平稳特性分析方法 |
| 4.2 风速和响应加速度的幅值非平稳特性 |
| 4.2.1 风速的幅值非平稳特性 |
| 4.2.2 响应加速度的幅值非平稳特性 |
| 4.3 风速和响应加速度的频率非平稳特性 |
| 4.3.1 风速和响应加速度的非平稳度计算 |
| 4.3.2 非平稳度随样本时长的变化规律 |
| 4.3.3 非平稳度随窗口时距的变化规律 |
| 4.3.4 西堠门大桥风速和响应加速度的非平稳特性评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 大跨悬索桥模态参数的识别及其随风速的演化规律 |
| 5.1 工程背景与数据采集信息 |
| 5.1.1 西堠门大桥 |
| 5.1.2 实测西堠门大桥风速和响应数据的采集 |
| 5.2 西堠门大桥的模态参数识别 |
| 5.2.1 原始数据的筛选 |
| 5.2.2 西堠门大桥的频率和阻尼识别结果 |
| 5.2.3 模态识别结果的准确性验证 |
| 5.3 西堠门大桥模态参数随风速的演化规律 |
| 5.3.1 竖向自振频率和阻尼随风速的演化 |
| 5.3.2 横向自振频率和阻尼随风速的演化 |
| 5.3.3 扭转自振频率和阻尼随风速的演化 |
| 5.4 各风速下模态阻尼分布的概率模型 |
| 5.4.1 竖向模态阻尼的分布类型 |
| 5.4.2 横向模态阻尼的分布类型 |
| 5.4.3 扭转模态阻尼的分布类型 |
| 5.5 模态阻尼随风速演化的置信区间 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究工作与结论 |
| 6.2 主要的创新点 |
| 6.3 未来的研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（2）中心杆配气式潜孔冲击器动力学仿真系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题目的及意义 |
| 1.2 潜孔冲击器背景 |
| 1.3 主要研究内容、方法以及研究路线 |
| 1.4 本文创新点 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 潜孔冲击器的工作原理及结构设计 |
| 2.1 潜孔冲击器的工作原理 |
| 2.2 潜孔冲击器的结构设计要点 |
| 2.3 潜孔冲击器的结构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 潜孔冲击器动力学理论研究 |
| 3.1 研究假设与对象 |
| 3.2 气体状态方程和能量方程 |
| 3.3 比焓和比热容 |
| 3.4 绝热过程方程式 |
| 3.5 前、后气室气体充气和排气相关方程式 |
| 3.6 气体能量平衡微分方程 |
| 3.7 活塞运动微分方程 |
| 3.8 潜孔冲击器性能参数计算方程 |
| 3.9 其他辅助计算方程 |
| 第四章 潜孔冲击器动力学仿真系统开发 |
| 4.1 中心杆配气式潜孔冲击器运动过程分析 |
| 4.2 程序设计 |
| 4.3 软件简介 |
| 4.4 软件使用方法简介 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实例仿真计算与应用 |
| 5.1 潜孔冲击器实例仿真计算分析 |
| 5.2 软件应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文结论 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
（3）刮切—冲击复合破岩工具技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 PDC钻头发展现状简述 |
| 1.1.1 贝克休斯的牙轮-PDC复合钻头 |
| 1.1.2 Simith的ONYX360切削齿 |
| 1.1.3 扭力冲击器配合PDC钻头新型钻井技术 |
| 1.1.4 轴向冲击器配合PDC钻头新型钻井技术 |
| 1.1.5 刮切-冲击复合式钻头 |
| 1.2 气体钻井技术简述 |
| 1.2.1 气体钻井发展现状简述 |
| 1.2.2 气动冲击器设计方法简述 |
| 1.3 油气钻井用冲击器概述 |
| 1.3.1 油气钻井用冲击器分类及特点 |
| 1.3.2 典型油气钻井用冲击器结构、特性及其应用 |
| 1.4 本文的研究目的与意义 |
| 1.5 本文的研究研究内容 |
| 第2章 刮切-冲击复合破岩工具破岩机理研究 |
| 2.1 PDC钻头特点与不足 |
| 2.2 冲旋钻头特点与不足 |
| 2.3 刮切-冲击复合破岩提速机理 |
| 2.3.1 常规破岩工具破岩机理简述 |
| 2.3.2 刮切-冲击复合破岩工具破岩提速机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 刮切-冲击复合破岩工具方案设计 |
| 3.1 单冲击器复合破岩工具方案研究 |
| 3.1.1 配合常规冲击器使用存在的困难 |
| 3.1.2 复合式钻头防空打机构和冲头限位机构改进设计 |
| 3.2 复合破岩工具配套冲击器方案设计 |
| 3.2.1 方案设计 |
| 3.2.2 冲击器密封结构改进 |
| 3.3 多冲击器复合破岩工具方案研究 |
| 3.3.1 现有复合破岩工具结构功能的不足 |
| 3.3.2 复合破岩工具改进设计方案 |
| 3.3.3 多冲击器方案优缺点 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 刮切-冲击复合式钻头设计方法研究 |
| 4.1 钻头冠部轮廓曲线设计 |
| 4.2 径向复合布齿设计 |
| 4.3 冲头周向布置设计 |
| 4.4 出露高度设计 |
| 4.5 齿型的选择 |
| 4.6 PDC切削结构与冲头牙齿同轨与异轨设计 |
| 4.7 破岩效率协调性设计 |
| 4.8 冲头设计 |
| 4.8.1 冲头牙齿的布齿设计原理与方法 |
| 4.8.2 冲头径向位置布置设计 |
| 4.8.3 冲头径向布齿设计和牙齿倾角设计 |
| 4.8.4 冲头冲击牙齿同圈布齿与异圈布齿 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 配套气动冲击器仿真计算方法 |
| 5.1 气动冲击器设计方法研究的必要性 |
| 5.2 配套气动冲击器基本工作原理分析 |
| 5.3 配套气动冲击器仿真计算假设 |
| 5.4 活塞运动微分方程 |
| 5.5 前后腔气体热力学方程与流速方程 |
| 5.6 配套气动冲击器仿真软件开发 |
| 5.6.1 仿真的基本原理 |
| 5.6.2 仿真的计算模型 |
| 5.6.3 现有仿真程序存在的不足 |
| 5.6.4 仿真程序的改进设计 |
| 5.7 现有气动冲击器设计方法的不足 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 配套气动冲击器设计方法研究 |
| 6.1 配套气动冲击器简化计算模型 |
| 6.1.1 简化模型假设 |
| 6.1.2 气动冲击器关键结构参数定义 |
| 6.1.3 后腔气体压力变化分析 |
| 6.1.4 后腔气体对活塞动能的影响 |
| 6.1.5 前腔气体压力变化分析 |
| 6.1.6 前腔气体对活塞动能的影响 |
| 6.1.7 重力及摩擦力对活塞动能的影响 |
| 6.1.8 活塞上行最大高度 |
| 6.1.9 气动冲击器冲击功计算 |
| 6.1.10 简化模型误差分析 |
| 6.2 配套气动冲击器正常运行条件分析 |
| 6.3 配套冲击器敏感参数分析 |
| 6.3.1 前腔结构参数敏感性分析 |
| 6.3.2 后腔结构参数敏感性分析 |
| 6.3.3 活塞面积对冲击功的影响 |
| 6.3.4 活塞质量对气动冲击器性能的影响 |
| 6.3.5 环境参数和工艺参数对气动冲击器性能的影响 |
| 6.4 配套气动冲击器设计方法研究 |
| 6.4.1 确定活塞质量和工作角度 |
| 6.4.2 确定气动冲击器入口压力 |
| 6.4.3 确定冲击功分配 |
| 6.4.4 确定后腔参数 |
| 6.4.5 确定前腔参数 |
| 6.4.6 确定后腔封闭长度 |
| 6.4.7 气动冲击器设计方法研究 |
| 6.5 配套冲击器设计实例 |
| 6.5.1 单冲击器方案设计实例 |
| 6.5.2 多冲击器方案设计实例 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 完成的工作和结论 |
| 7.2 创新工作 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间的主要工作及科研成果 |
| 参考文献 |
（4）气体钻水平井用空气锤工作性能研究及改进设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气体钻水平井井下动力钻具的发展现状 |
| 1.2.1 气动螺杆钻具的发展现状 |
| 1.2.2 自转式空气锤的发展现状 |
| 1.2.3 气体钻水平井的相关尝试 |
| 1.3 本文研究的意义及内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 空气锤活塞往复振动及自转机构分析 |
| 2.1 无阀式空气锤活塞往复振动机构分析 |
| 2.2 常规空气锤往复振动机构用于水平井钻井面临的困难 |
| 2.3 水平井用空气锤的自转机构分析 |
| 2.3.1 自转空气锤分类 |
| 2.3.2 几种典型自转式空气锤结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 空气锤井底工作状态仿真软件 |
| 3.1 空气锤活塞往复振动机构计算模型 |
| 3.1.1 空气锤工作过程仿真条件的假设 |
| 3.1.2 活塞往复振动工作过程数学模型建立 |
| 3.2 冲击破岩过程应力波计算模型 |
| 3.2.1 数学模型 |
| 3.2.2 应力波迭代过程优化 |
| 3.3 气体钻井井筒内流动模型 |
| 3.3.1 气体钻井井筒及环空流动方程 |
| 3.3.2 空气锤的压降 |
| 3.4 仿真软件的编制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 空气锤水平钻进台架实验及模型验证 |
| 4.1 空气锤的性能测量方法设计 |
| 4.1.1 常规外部参数测量 |
| 4.1.2 高速摄像系统 |
| 4.1.3 应力波测量系统 |
| 4.2 多角度空气实验架设计 |
| 4.2.1 方案设计 |
| 4.2.2 具体设计 |
| 4.3 空气锤多角度钻进实验 |
| 4.3.1 工作角度对启动状态的影响 |
| 4.3.2 工作角度对工作性能的影响 |
| 4.4 仿真计算模型的计算过程 |
| 4.4.1 初始数据的输入 |
| 4.4.2 活塞运动部分计算 |
| 4.4.3 撞击后应力波部分计算 |
| 4.4.4 重复迭代过程 |
| 4.5 结果及仿真模型的验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 水平井用空气锤活塞往复振动性能分析 |
| 5.1 空气锤的配气结构 |
| 5.1.1 空气锤的实际配气机构 |
| 5.1.2 配气机构的简化 |
| 5.2 消除死点对空气锤活塞往复振动性能的影响 |
| 5.2.1 现有的消除死点的配气结构 |
| 5.2.2 配气结构对比 |
| 5.3 井斜角变化对空气锤活塞往复振动性能的影响 |
| 5.3.1 影响机理分析 |
| 5.3.2 多参数分析 |
| 5.3.3 角度变化对后坐力的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 现有水平井用空气锤自转机构优选分析 |
| 6.1 空气锤自转机构结构分析 |
| 6.1.1 自转机构作用力分析 |
| 6.1.2 空气锤锤头转动阻力分析 |
| 6.2 自转机构布置优选分析 |
| 6.2.1 冲程布置式 |
| 6.2.2 回程布置式 |
| 6.2.3 回程冲击式 |
| 6.2.4 布置方式优选 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 新型水平井用空气锤设计方案 |
| 7.1 启动阀设计及其对水平井用空气锤工作性能的优化 |
| 7.1.1 启动阀结构设计及启动机制 |
| 7.1.2 附加启动阀的性能优化分析 |
| 7.2 针对井斜角改变的性能优化 |
| 7.3 自转机构设计设计 |
| 7.3.1 撞击反弹引起的锤齿脱离现象分析 |
| 7.3.2 通过机械自转机构利用反弹现象的可行性分析 |
| 7.3.3 使用带中空转子的气动螺杆马达作为空气锤自转机构的分析 |
| 7.4 活塞结构设计 |
| 7.5 传动轴设计 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 论文创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
（5）空气锤仿真电算研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外相关研究 |
| 1.3 本文研究的主要内容、技术方法 |
| 第二章 空气锤概述 |
| 2.1 空气锤的分类和钻进特点 |
| 2.2 空气锤国内外发展趋势和应用领域 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 空气锤基本理论 |
| 3.1 空气锤工作原理 |
| 3.2 物理模型和假设条件 |
| 3.3 气体状态方程和能量方程 |
| 3.4 焓、比焓和比热容 |
| 3.5 稳定流基本方程 |
| 3.6 管内气流参数变化与管道截面变化的关系 |
| 3.7 气体能量平衡微分方程 |
| 3.8 活塞运动微分方程 |
| 3.9 冲击功和冲击频率计算 |
| 3.10 耗气量计算 |
| 3.11 有效热效率计算 |
| 3.12 最小注气量计算 |
| 3.13 本章小结 |
| 第四章 仿真电算软件开发及应用 |
| 4.1 程序设计 |
| 4.2 软件简介 |
| 4.3 软件使用方法简介 |
| 4.4 应用软件研究空气锤影响因素 |
| 4.5 电算软件应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
（6）“穿地龙”机器人转向机构与位姿检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外相关领域研究现状综述 |
| 1.2.1 非开挖施工方法简介 |
| 1.2.2 冲击设备的发展概况 |
| 1.2.3 国内外气动冲击矛发展研究现状 |
| 1.2.4 国内外钻孔导向仪发展状况 |
| 1.2.5 虚拟样机技术发展概况 |
| 1.3 课题的来源与研究意义 |
| 1.4 论文研究的主要内容 |
| 第2章 “穿地龙”机器人土中有限元模型建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于转向机构的“穿地龙”机器人总体方案设计 |
| 2.2.1 “穿地龙”机器人总体构成 |
| 2.2.2 “穿地龙”机器人工作特点 |
| 2.3 冲击挤压成孔的研究 |
| 2.3.1 土的结构 |
| 2.3.2 土的弹塑性 |
| 2.4 Druchker-Prager屈服准则 |
| 2.5 “穿地龙”机器人有限元模型的建立 |
| 2.5.1 “穿地龙”机器人有限元模型参数确定 |
| 2.5.2 “穿地龙”机器人有限元模型建立 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 “穿地龙”机器人轨迹规划研究及仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 “穿地龙”机器人的轨迹规划 |
| 3.2.1 垂直平面XOZ内“穿地龙”机器人的轨迹规划 |
| 3.2.2 垂直平面X′O′Z′内“穿地龙”机器人轨迹规划 |
| 3.3 轨迹规划仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于转向机构的“穿地龙”机器人运动学与动力学研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 转向机理的实验验证 |
| 4.3 “穿地龙”机器人转向机构的设计与研究 |
| 4.3.1 “穿地龙”机器人转向机构液压方案 |
| 4.3.2 液压转向机构关键零部件校核 |
| 4.3.3 “穿地龙”机器人气压转向机构设计 |
| 4.4 “穿地龙”机器人头部位姿方程建立及仿真 |
| 4.5 “穿地龙”机器人的运动分析及仿真 |
| 4.6 “穿地龙”机器人的动力学研究 |
| 4.7 “穿地龙”机器人冲击装置研究 |
| 4.7.1 气动冲击机构的构成 |
| 4.7.2 气动冲击机构的工作原理 |
| 4.7.3 液压冲击机构的设计 |
| 4.7.4 液压冲击机构的控制系统设计 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 “穿地龙”机器人检测与控制系统的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 “穿地龙”机器人检测系统设计研究 |
| 5.2.1 测长传感器的设计 |
| 5.2.2 机器人本体姿态测试研究 |
| 5.2.3 锥型头部检测设计研究 |
| 5.3 “穿地龙”机器人控制系统研究 |
| 5.3.1 转向机构液压控制系统 |
| 5.3.2 转向机构气压控制系统 |
| 5.4 控制系统电路设计 |
| 5.4.1 电磁阀输出驱动电路设计 |
| 5.4.2 串行通讯电路设计 |
| 5.5 检测控制系统软件设计 |
| 5.5.1 下位单片机软件设计 |
| 5.5.2 上位PC机软件设计 |
| 5.6 机器人位姿检测系统误差分析 |
| 5.6.1 误差分析 |
| 5.6.2 安装误差分析 |
| 5.6.3 制造误差分析 |
| 5.6.4 罗差 |
| 5.6.5 姿态信号误差 |
| 5.7 机器人位姿检测系统误差补偿方法 |
| 5.7.1 采用BP神经网络基本原理 |
| 5.7.2 BP神经网络的训练流程 |
| 5.7.3 采用径向基神经网络基本原理 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 “穿地龙”机器人的实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 转向机理的实验研究 |
| 6.3 “穿地龙”机器人液压冲击机构性能测试 |
| 6.3.1 测试原理和测试系统 |
| 6.3.2 测试数据处理 |
| 6.4 数字罗盘的实验测试 |
| 6.4.1 “穿地龙”机器人位姿计算方法 |
| 6.4.2 “穿地龙”机器人的位姿检测 |
| 6.4.3 位姿检测的误差补偿 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和科研成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）基于仿真计算的气动潜孔冲击器性能分析（论文提纲范文）
| 1 气动冲击器的工作原理及其特点 |
| 2 气动冲击器冲击系统仿真模型建立 |
| 2.1 关于冲击系统仿真模型的假设 |
| 2.2 活塞的受力分析与运动方程 |
| 2.3 冲击器各工作气腔的压力计算 |
| 3 SIMULINK仿真计算结果与分析 |
| 3.1 仿真计算结果 |
| 3.2 仿真结果分析 |
| 4 影响冲击器冲击性能的主要因素 |
| 5 结论 |
（10）气动式振动台振动激励能谱优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关问题研究现状与综述 |
| 1.2.1 可靠性强化试验技术研究与应用现状 |
| 1.2.2 气动式振动台振动激励能谱优化研究现状 |
| 1.2.3 气动式振动台振动激励产生机理的研究综述 |
| 1.3 本文研究思路及内容安排 |
| 1.3.1 本文的研究思路 |
| 1.3.2 本文的内容安排 |
| 第二章 气动式振动台振动激励能谱优化分析 |
| 2.1 气动式振动台及其振动激励的影响因素分析 |
| 2.1.1 气动式振动台 |
| 2.1.2 气动式振动台振动激励的影响因素分析 |
| 2.2 气动式振动台振动激励的优化目标 |
| 2.3 气动式振动台振动激励能谱优化的关键要素 |
| 2.3.1 气动式振动台振动激励能谱优化的途径 |
| 2.3.2 气动式振动台振动激励能谱优化的描述及关键要素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 气锤产生原始激励信号的机理与气锤动力优化设计 |
| 3.1 气锤的工作原理 |
| 3.2 气锤产生原始激励信号的机理 |
| 3.2.1 碰撞信号的产生 |
| 3.2.1.1 理论分析 |
| 3.2.1.2 实验验证 |
| 3.2.2 气锤产生的原始激励信号 |
| 3.2.2.1 气锤产生的确定性原始激励信号 |
| 3.2.2.2 气锤产生的随机性原始激励信号 |
| 3.2.2.3 实验验证 |
| 3.3 气锤的动力优化设计 |
| 3.3.1 气锤产生的原始激励信号的特性 |
| 3.3.1.1 气锤产生的原始激励信号的超高斯特性 |
| 3.3.1.2 两种气锤产生的原始激励信号的中低频能量特性对比 |
| 3.3.2 气锤产生的原始激励信号的中低频能量随其设计参数变化规律 |
| 3.3.2.1 气锤产生的原始激励信号的中低频能量计算方法 |
| 3.3.2.2 气锤参数对其产生的原始激励信号的中低频能量影响 |
| 3.3.3 气锤动力优化设计及实验验证 |
| 3.3.3.1 气锤动力优化设计指导原则 |
| 3.3.3.2 实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 台板振动信号的响应机理与台板动力优化设计 |
| 4.1 实心台板振动信号的响应机理 |
| 4.1.1 实心台板的振动力学模型 |
| 4.1.2 实心台板的自由振动分析 |
| 4.1.3 实心台板的强迫振动分析 |
| 4.1.3.1 外部激励载荷 |
| 4.1.3.2 动力学响应分析 |
| 4.1.3.3 基于传递函数和叠加法的台板动力学响应分析新方法 |
| 4.1.3.4 理论计算方法与结果验证 |
| 4.2 夹层台板振动信号的响应机理 |
| 4.2.1 夹层台板的振动力学模型 |
| 4.2.2 夹层台板的自由振动分析 |
| 4.2.2.1 基本理论 |
| 4.2.2.2 简化理论 |
| 4.2.3 夹层台板的强迫振动分析 |
| 4.2.3.1 动力学响应分析 |
| 4.2.3.2 台板动力学响应分析新方法的应用 |
| 4.2.3.3 仿真验证 |
| 4.3 台板的动力优化设计 |
| 4.3.1 气动式振动台动力学模型的建立 |
| 4.3.2 基于气动式振动台动力学模型的台板动力优化设计 |
| 4.3.3 基于有限元仿真的台板及外部几何约束动力优化设计 |
| 4.3.3.1 基于有限元仿真的加筋夹层台板设计 |
| 4.3.3.2 基于有限元仿真的外部几何约束动力优化设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 气动式振动台振动激励能谱优化的验证与应用 |
| 5.1 气动式振动台振动激励能谱优化的验证 |
| 5.1.1 试验设备与辅助设备 |
| 5.1.2 自研气锤和引进台板组装与引进振动台特性对比 |
| 5.1.3 引进气锤和自研台板组装与引进振动台特性对比 |
| 5.1.4 自研振动台与引进振动台特性对比 |
| 5.2 气动式振动台振动激励能谱优化的应用 |
| 5.2.1 试验对象与夹具 |
| 5.2.2 试验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 进一步研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、气动矛电算模型的建立及其应用（论文参考文献）
- [1]基于环境激励的大跨悬索桥自振特性及气动阻尼识别[D]. 时浩博. 重庆交通大学, 2020(01)
- [2]中心杆配气式潜孔冲击器动力学仿真系统研究[D]. 张晨. 长江大学, 2020(02)
- [3]刮切—冲击复合破岩工具技术研究[D]. 陈小东. 西南石油大学, 2015(09)
- [4]气体钻水平井用空气锤工作性能研究及改进设计[D]. 赵之. 西南石油大学, 2015(07)
- [5]空气锤仿真电算研究[D]. 叶永盛. 长江大学, 2013(03)
- [6]“穿地龙”机器人转向机构与位姿检测研究[D]. 张忠林. 哈尔滨工程大学, 2006(12)
- [7]气动矛电算模型的建立及其应用[J]. 于晓琳,阎明印,郑秀琴. 沈阳工业学院学报, 2003(04)
- [8]大冲击功液动锤的研究及其应用[J]. 殷琨,菅志军,蒋荣庆. 探矿工程(岩土钻掘工程), 1996(04)
- [9]基于仿真计算的气动潜孔冲击器性能分析[J]. 江涛,李锻能. 机床与液压, 2010(03)
- [10]气动式振动台振动激励能谱优化研究[D]. 王考. 国防科学技术大学, 2009(02)