1、一、工学博士研究生情况简介，共7人1、康辉梅（073701007） 论文评阅人：谭建平、段吉安 基本情况：07级机械设计及理论专业博士研究生 导师：何清华（1）学位论文题目： 旋挖钻机工作装置力学特性研究与优化 （2）学位论文评阅意见统计： 送审 5 份（外审 3 份），返回 5 份，同意答辩 5 人。校内校外5 位专家评审结果均为“优秀” 。（3）研究成果： 博士期间以第一作者或导师第一作者、本人第二作者发表论文5篇，其中EI收录4篇: 1康辉梅，何清华，朱建新. 旋挖钻机变幅机构的动力学建模与仿真. 中南大学学报（自然科学版），2010，41（2）：532538. (EI检索号：11784
2、789),2 Kang Huimei, He Qinghua, Zhu jianxin. Dynamics simulation on installation angle of mast link frame system of rotary drilling rigC. /Randall Bilof. IEEE 2009 International conference on measuring technology and mechatronics automation. Los Alamitos, USA. IEEE Computer society press, 2009, v2:
3、221225. (EI检索号：20094712476262) 3康辉梅，何清华，谢嵩岳，朱建新. 提钻工况下旋挖钻机的受力分析. 工程力学，2010，27（10）：214218. (EI检索号：20104713409135) 4Kang Huimei, He Qinghua, Zhu jianxin, Xu Yishe. Dynamic Optimization of Lift-arm Luffing Mechanism of Rotary Drilling Rig. Advanced Materials Research, 2011, 156-157: 12561260. (EI检索号：20
4、110113554285) 5何清华，康辉梅，朱建新，许怡赦. 动臂变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性分析. 中南大学学报（自然科学版），已录用,摘 要 旋挖钻机是机电液一体化技术集成度很高的复杂设备，相对国外几十年的发展历史，我国尚处于起步阶段，还存在许多不足之处。目前，国产旋挖钻机主要依靠相对低廉的价格和进口旋挖钻机分摊市场份额，两者在技术上的竞争关系还较弱。对旋挖钻机工作装置的力学特性研究还很不成熟，有许多关键的理论和技术问题有待于进一步研究并解决。在国家863课题“计算机控制高性能旋挖钻机的研发和产业化”、湖南省研究生科研创新项目及中南大学研究生学位论文创新基金的资助下，本文对旋挖
5、钻机工作装置进行了深入、系统的力学特性研究和多角度的优化设计，以期提高国产旋挖钻机的技术水平。本文的主要研究成果如下： 分析了旋挖钻机的结构组成，重点介绍了旋挖钻机的工作原理，并对旋挖钻机工作装置的组成原理进行了分析。 建立了包含液压执行元件的空间超静定结构的旋挖钻机工作装置的力学模型，在Simulink中构建了基于MATLAB程序的仿真模型并进行了仿真。对数学模型和仿真结果进行了力学特性分析，为变幅机构优化设计提供了理论依据。 建立了多种动臂变幅机构在动臂变幅工况下的动力学数学模型，在Simulink中建立了基于MATLAB程序的仿真模型并进行了仿真分析。得出了动臂位于连杆下方且动臂变幅油缸
6、上撑动臂的变幅机构形式能提供比较好的动力学性能的结论。,建立了钻桅内力的数学模型，研究了动力头在钻桅上的不同位置、钻桅变幅油缸和钻桅的铰点的不同位置等情况下钻桅的力学特性，为钻桅结构的优化设计提供了理论依据。 研究了不同主卷扬安装位置对工作装置力学性能、钻桅力学性能的影响，得出了主卷扬安装在回转平台上优于安装在钻桅下部的结论。 构建了动臂变幅机构和钻桅变幅机构的动力学优化设计模型，采用遗传算法 进行了优化设计，建立了钻桅的参数优化模型，利用ANSYS软件进行了优化设计，得到了SWDM-22型旋挖钻机工作装置的优化结构参数。 在SWDM-22型旋挖钻机上进行了动臂变幅油缸和钻桅变幅油缸的压力测量
7、试验、钻桅应力测量试验，测试结果验证了理论分析的正确性。 总之，论文系统研究了旋挖钻机工作装置的力学特性并进行了优化设计，具有重要的理论意义与工程应用价值。关键词: 旋挖钻机 工作装置 力学特性 优化 仿真,摘 要ABSTRACT目 录第一章绪论1.1旋挖钻机技术发展概述1.1.1国外旋挖钻机技术的发展历史与现状1.1.2国内旋挖钻机技术的发展历史与现状1.1.3现代旋挖钻机技术的发展趋势1.2旋挖钻机工作装置的研究现状及存在问题1.3课题来源与论文研究的主要内容1.3.1课题来源1.3.2论文研究的主要内容第二章旋挖钻机的结构分析2.1旋挖钻机的结构组成2.2旋挖钻机的作业流程及工作原理2.
8、3旋挖钻机工作装置的组成原理2.4本章小结 第三章旋挖钻机工作装置的力学特性研究3.1变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性研究,3.1.1动臂变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性研究3.1.2钻桅变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性研究3.2钻进工况下旋挖钻机工作装置的力学特性研究3.2.1平面力系部分的力学特性研究3.2.2空间力系部分的力学特性研究3.3提钻工况下旋挖钻机工作装置的力学特性研究3.3.1数学模型的建立3.3.2数学求解3.3.3特性分析3.3.4小结3.4多种动臂变幅机构的动力学特性对比分析3.5主卷扬安装位置对工作装置动力学性能的影响3.5.1动臂变幅工况下的影响3
9、.5.2钻桅变幅工况下的影响3.6本章小结第四章钻桅的力学特性研究4.1变幅工况下钻桅的力学特性研究4.1.1数学模型的建立,4.1.2数学求解4.1.3特性分析4.2钻进工况下钻桅的力学特性研究4.2.1数学模型的建立4.2.2数学求解4.2.3特性分析4.3提钻工况下钻桅的力学特性研究4.3.1数学模型的建立4.3.2数学求解4.3.3特性分析4.4两个主卷扬安装位置下钻桅力学特性的对比分析4.4.1工况选择4.4.2主卷扬安装在钻桅下部时数学模型的建立4.4.3主卷扬安装在钻桅下部时的数学求解4.4.4两个主卷扬安装位置下钻桅力学特性的对比分析4.5本章小结 第五章旋挖钻机关键部件的优化
10、设计5.1变幅机构的动力学优化设计,5.1.1动臂变幅机构的动力学优化设计5.1.2钻桅变幅机构的动力学优化设计5.2钻桅的参数优化设计5.2.1计算工况的选择5.2.2目标函数的建立5.2.3设计变量的确定5.2.4约束条件的确定5.2.5实际算例及分析5.3本章小结第六章试验研究6.1油缸压力测量试验6.1.1试验目的和内容6.1.2试验设备6.1.3油缸压力测量试验研究6.1.4试验结果与数据分析6.2钻桅应力测量试验6.2.1试验目的6.2.2试验设备,6.2.3试验原理6.2.4钻桅应力测量试验研究6.2.5试验结果与数据分析6.3本章小结 第七章结论和建议7.1结论7.1.1论文的主要研究成果7.1.2论文的主要创新点7.2建议参考文献致 谢攻读博士学位期间主要的研究成果1、攻读博士学位期间参加科研项目情况2、攻读博士学位期间论文发表情况,
