一、我国钻机动力加入“柔性”装置（论文文献综述）
彭旭[1]（2021）在《煤矿井下复合冲击螺杆钻具高效破岩机理研究》文中研究表明煤炭开采越来越向深处发展,底板突水问题日益严重,井下近水平定向钻孔因轨迹可控可调、钻孔延伸远、便于集中管理等优点,逐渐成为煤矿水害防治的有效途径。而在水害防治定向钻孔施工过程中,坚硬岩石孔段的施工比例较高。而目前煤矿井下常用的装备及机具不能满足硬岩高效定向钻进要求,具体体现在泥浆泵能力不足、可选配的螺杆钻具输出扭矩小等方面,导致在坚硬岩层钻进过程中钻头磨损加速,且易出现粘滑现象造成钻头蹦齿,严重制约了煤矿井下近水平硬岩定向钻进效率。但国内外相关提速钻进工艺的研究较少,急需合理的解决方案。本文针对硬岩钻进效率低及近水平定向钻进过程中托压严重的施工难题,运用岩石力学、计算流体力学、材料力学、钻井工程、机械工程等理论、方法和技术,研制了集周向扭转冲击和轴向冲击于一体的复合冲击螺杆钻具,分析了轴向冲击螺杆水力特性,探索了轴向振动减阻增压机理,研究了复合冲击动力学特性,揭示了复合冲击破岩机理,实现了提高硬岩定向钻进效率的目的,促进了煤矿井下钻探工艺技术的发展。首先通过分析轴向冲击和周向扭冲提速破岩原理,以及螺杆转子与定子运动规律,揭示了复合冲击提速破岩机理,设计了适用于煤矿井下定向钻进用复合冲击螺杆（扭转冲击器和轴向冲击螺杆研制）,阐述了其工作原理并计算了水力工作参数。基于流体力学水击理论并结合轴向冲击螺杆的工作特性,建立了轴向振动水击波动模型,推导了水击波方程,结合轴向冲击螺杆的阀口面积、泥浆泵、密度、流量系数等复杂边界条件,采用Matlab进行了编程求解,结果表明阀口压力波在钻杆内经历单向传播、初始反射叠加、稳定叠加三个状态后达到稳定,波形呈正（余）弦变化;对比分析静态与瞬态水击压差计算结果,得到了瞬态计算模型,考虑了压力波对流量影响的因素,准确性更高;波动压差随阀口半径增大呈幂函数形式下降;波动压差随流量的增加呈线性微增;并根据实际工况,确定了阀口半径与波动压差的最优值。其次通过分析复合冲击螺杆轴向振动工作特性,建立了近水平钻进条件下钻具动力学模型,结合上下边界条件及盘阀口的变化规律,进行了振动编程和求解,结果表明振动短接产生的激振力对上部钻具为牵引力,对下部复合冲击螺杆为轴向动压力,并揭示了轴向振动减阻增压的原理;研究了轴向振动爬行现象,结果表明钻头与孔底接触有四个阶段:静止阶段、爬行阶段、碰撞慢进阶段、稳压钻进阶段,提出了稳压钻进阶段静载与轴向动载的叠加,利于提高硬岩钻进效率。最后基于Abaqus/Explicit显示算法建立了复合冲击破岩三维仿真模型,以螺杆恒功率输出为基础,通过在输出扭矩结果上叠加半正弦周向冲击信号,解决了复合冲击破岩模拟的难题,结果表明最优参数下复合冲击切削体积最大、应力最大、轴向位移最大,其次是静载+轴冲,静载+扭冲,静载的值最小;对比分析了最优与最差工况的计算结果,得到了合适的钻进参数和钻进方式,可提高硬岩的钻进效率,并通过现场试验验证了论文关于煤矿井下复合冲击螺杆钻具高效破岩机理的研究成果。
姬会福[2]（2021）在《钻式采煤机偏斜机理及自动换钻控制研究》文中研究指明钻式采煤机特有的煤岩开采原理,使其成为薄与极薄煤层开采装备的最佳选择。然而,钻式采煤机钻进过程中钻削机构受力极其复杂,随着钻进深度增加,钻削机构偏离原有钻采方向,引起钻采过程发生卡钻现象,钻采偏斜直接影响到有限的薄煤层资源是否能被充分开采和利用。此外,由于钻杆自动换接耗时长的问题,严重制约了钻式采煤机的工作效率。如何减小和控制钻进过程中的偏斜,提高自动换钻效率,已成为亟待解决的关键难题。基于此,本文采用理论分析、仿真模拟和试验相结合的方法,对钻式采煤机偏斜机理、偏斜特性、定向纠偏和自动换钻进行了研究。以揭示钻式采煤机偏斜机理为目的,结合钻式采煤机钻进工况,建立了钻削机构正弦屈曲和螺旋屈曲失稳模型;获得在轴向截割阻力、离心力、自重及摩擦等外部因素作用下钻削机构的不同屈曲失稳临界载荷和临界转速;结合煤层地质构造特性,建立了煤层各向异性与截割机构互作用矢量数学模型,获得煤层倾角、走向、方位角及各向异性等地质构造特性对偏斜的影响规律;结合钻式采煤机钻削机构结构形式,建立了不同钻具组合下偏斜力方程,研究不同轴向截割阻力、稳定器外径、第一跨螺旋钻杆长度及钻杆线重量等因素作用下钻式采煤机偏斜机理,提出钻具组合最佳布置形式,为钻式采煤机定向钻进研究提供理论支撑。以获得钻式采煤机最佳工作参数为目的,结合煤岩截割试验台,基于多体动力学理论,开展了不同结构钻式采煤机偏斜特性的仿真和试验研究。研究表明:五钻头工作机构的抗偏斜能力、振动特性和偏斜作用力明显优于三钻头工作机构形式;复杂载荷作用下,对钻削机构水平方向偏斜及振动影响较大,竖直方向复杂载荷作用下钻削机构偏斜形式基本不变。研究成果为钻式采煤机最佳工作参数的选取提供参考依据。以实现定向钻进为目的,结合钻式采煤机结构形式,提出一种参数合理、结构优化及自动纠偏控制的综合定向纠偏方案:设计采用新型五钻头钻式采煤机结构,增加了钻削机构横向平面采宽,提高整体刚度;布置钻削机构稳定器,不仅能有效抑制钻式采煤机的偏斜,提高钻式采煤机整机刚性和抗偏斜性能,而且可保证钻采输煤的通畅;提出基于扩张状态观测器反步滑模位置跟踪控制策略,通过设计扩状态观测器对钻进过程中系统的参数不确定性和不确定非线性进行估计,基于观测器设计反步滑模控制器完成纠偏油缸的位置跟踪,避免了钻进过程中外负载不可测的控制难题,在实现定向纠偏控制的同时有效降低了系统的抖振,保证了定向纠偏控制应用的可行性。以实现钻杆自动换接为目的,结合钻杆凹凸联轴器结构,建立了自动换钻控制系统试验平台,提出基于Lu Gre摩擦模型的自适应鲁棒控制策略,基于遗传算法和系统辨识算法对系统动态摩擦模型的静态参数和动态参数进行了参数辨识研究,构建Lu Gre摩擦模型非线性观测器对自动换钻系统非线性摩擦状态进行在线估计,设计自适应率对摩擦力矩进行动态补偿,利用非连续投影映射保证系统参数的有界性,设计鲁棒反馈项保证系统不确定非线性的鲁棒性能,实现各种工况下转角信号的精确跟踪,具有较强的鲁棒性。研究成果为解决钻杆自动换接提供了一种有效控制策略。该论文有图85幅,表24个,参考文献192篇。
罗江南[3]（2021）在《换钻机器人结构设计及电液控制系统研究》文中提出由于煤矿开采深度的增加,煤矿冲击地压灾害频发,利用卸压钻机钻孔卸压成为冲击地压防治的重要手段,螺旋钻杆和钻头是卸压钻机的钻具,前节钻杆与后节钻杆通过连接头完成钻杆的接续。但与卸压钻机相配套的换钻装置尚在研发阶段,导致目前仍需人工更换钻杆,换钻效率低下,安全隐患大。因此,换钻成为一道亟需机械化和自动化的工序。针对以上问题,本文设计了一种可自行走的换钻机器人,采用螺旋式摆动油缸和回转支承作为转动关节的驱动装置,根据使用工况和工作空间要求,利用Solideworks对换钻机器人整体结构进行三维建模,使用ANSYS对关键结构件做静力学仿真分析,校核结构件的强度。基于所设计的换钻机器人,利用D-H法建立其正逆运动学方程,通过MATLAB建立换钻机器人的运动学模型,仿真验证正运动学方程的正确性,得到换钻机器人关节角度与末端执行机构位姿的关系,为换钻机器人的自动控制提供理论基础,基于蒙特卡洛法对换钻机器人进行工作空间仿真,得到其末端执行机构的工作空间。为了提高搬运过程的稳定性,利用五次多项式轨迹规划方法对换钻机器人进行轨迹规划,并利用ADAMS模拟换钻机器人的运动过程,得到换钻过程中6个转动关节的位置、速度、加速度曲线,结合前文所得的正运动学方程求出末端执行机构在笛卡尔坐标系下的变化规律,得到换钻机器人在运动过程中各关节驱动力矩的变化曲线。根据各关节所需的力矩和角速度,计算各液压执行元件所需流量、系统所需功率大小。预估系统的工作压力,设计换钻机器人的液压原理图,对比例阀等液压元件进行选型;基于所得的液压元件参数,建立AMEsim仿真模型,得到负载敏感泵出口压力随负载压力的变化规律、流量随阀芯开口度的变化规律;为实现多液压缸同时动作,减小因负载变化导致的支路流量波动,在各支路比例阀前增加压力补偿阀,并利用AMEsim仿真验证其效果;设计换钻机器人的电液比例位置控制系统,利用试凑法调节PID参数,以得到满意的动态特性和控制精度;以前文规划的轨迹为输入信号,得到关节角的跟随曲线。最后,搭建换钻机器人试验台,通过重复性实验测得末端执行机构的误差,得到换钻机器人的抓取精度,通过流量传感器和记录仪测得运动过程中摆缸流量的变化,结合执行元件的排量得到换钻过程的转速变化,对换钻过程平稳性进行评估。该论文有图65幅,表9个,参考文献94篇。
曹健[4]（2021）在《旋挖钻机摩阻杆振动规律仿真研究》文中研究指明旋挖钻机具有高效、环保、成桩质量高等优点,在桩基础施工领域有着不可或缺的地位,而钻杆作为旋挖钻机关键动力传输装置,在钻进过程中,如若钻杆振幅过大,不加以控制,可能直接导致钻杆的损坏失效和钻孔的偏斜,因此,有必要对旋挖钻机钻杆振动问题开展研究,本文以450mm摩阻杆为研究对象,对其进行了静力学和动力学上的仿真分析。对钻杆进行静力学仿真,结果表明:钻杆在分别受压力和扭矩的情况下,其应力集中区域主要位于钻杆连接处的键条上,扭矩是影响钻杆变形的主要因素,且随着钻杆长度的增大,变形也增大,钻进接近最大钻深时,应遵循小扭矩、小给进量原则。对钻杆的动力学仿真分析包括对其固有振动和受迫振动的仿真,对不同悬伸长度下的钻杆进行固有振动仿真,分析发现:随着钻杆悬伸长度增大,钻杆的固有频率随之降低,振幅随之增大;钻进时,应避免使用引起共振的转速值。对钻杆进行受迫振动仿真,通过模拟钻头在不同钻进参数下切削软岩得到钻杆的激振力,将其加载到钻杆刚柔耦合模型中,从而对钻杆进行受迫振动仿真分析,结果表明:当转速保持不变时,钻杆的横向振动幅值随着钻压的增大而减小,而纵向振动则随钻压的增大而增大;当钻压为定值时,钻杆的横向振动随着转速的增大而减小,钻杆的纵向振动则随着转速的增大而增大,综合考虑钻杆的横向和纵向振动,得出钻压在100～150KN,转速在20～25r/min时,钻杆的横向及纵向振动均较小,为该工况下的钻进参数优选区间。本文通过对钻杆进行静力学和动力学的仿真分析,找出了影响钻杆变形的主要因素,得到了不同工况下引起钻杆共振的转速值,分析得出钻进工况下减轻钻杆振动的钻进参数优选区间,为施工钻进提供指导,以减少由于振动引起的钻杆损坏和钻孔偏斜等事故,为钻杆的失效问题和振动控制研究提供参考。
陈培帅[5]（2021）在《深厚淤泥层大型陆上沉井施工控制技术研究》文中进行了进一步梳理随着我国基础设施建设迅猛发展,一座座跨江跨海特大型桥梁应运而生,先后建成连镇铁路五峰山长江大桥、沪通长江大桥等在世界上具有技术领先地位的超级工程。大型桥梁工程的主塔及锚碇基础对承载及稳定性等要求较高,沉井基础因其承载力高、经济性好等优点,广泛得到应用。由于桥梁跨度越来越大,沉井尺寸也不断突破,超大型沉井在结构受力、施工控制等方面与小型沉井有较大区别,目前沉井设计与施工规范主要是针对小型给排水工程等,在南京长江四桥、马鞍山大桥等工程实践中,发现了较多工艺控制、安全风险等方面的问题。因此提升施工工艺水平,有效控制施工风险,是大型沉井施工亟需解决的问题。论文依托连镇铁路五峰山长江大桥北锚碇沉井、瓯江北口大桥南锚碇沉井,针对超大型沉井工程施工方面的技术难题,采用理论分析、数值模拟、现场模型试验、室内模型试验等手段,系统研究了考虑固结效应的砂桩加固技术、沉井支撑转换、沉井开挖取土设备、终沉技术、施工风险控制等,主要研究成果包括:（1）基于理论计算与现场试验,揭示了大型沉井地基附加应力分布规律,揭示了36%高置换率砂桩复合地基固结周期,提出考虑涂抹区重叠影响的固结周期计算方法,提出基于含水率变化的砂桩复合地基置换率计算方法,解决了大型沉井临时地基处理难题。（2）针对大型沉井结构安全控制难题,提出了大型沉井挠度控制理念及方法,实现大型沉井相对变形精确测量、结构安全定量化控制,通过沉井挠曲协调变形分析及调节,可快速实现复杂支撑条件下沉井姿态和应力调整。（3）开展了理论分析、数值仿真及室内试验,通过分析砂袋支撑稳定性情况,提出半刚性砂袋支撑转换为砂层柔性支撑的控制方法,通过采用多节点柔性混凝土支撑,确保沉井前期入土深度较小时,弱包裹条件下的结构安全。针对目前传统“大锅底”开挖方法容易造成大型沉井开裂的难题,开展数值仿真分析,提出多点支撑、预留核心土开挖下沉方法,解决了大型沉井施工下沉结构安全控制难题。（4）针对大型沉井在倾斜持力层进行终沉时,存在涌沙、倾斜等施工风险,开展数值仿真分析,提出沉降协调的软弱地层单侧加固、沉井分舱小锅底终沉方法。（5）研发了“四绞刀”高效取土设备,解决了高黏地层沉井取土难题。（6）针对沉井施工风险,基于理论分析、数值仿真及室内试验,提出了弱侧限条件下沉井纠偏方法、“W型”防涌土开挖技术、拉槽减阻助沉技术及突沉预警方法等。研发成果成功应用于连镇铁路五峰山北锚碇沉井（世界最大）和瓯江北口大桥南锚碇沉井（世界第一深厚淤泥覆盖层大型陆上沉井）施工中,填补了多项大型陆上沉井施工技术空白,大力提升了中国建造影响力。
葛东[6]（2021）在《不同钻井液驱动下高能射流式液动潜孔锤性能研究》文中认为能源与矿产的持续安全供给是经济快速增长的保证,而硬岩层钻进一直限制着各类深部能源资源的勘探开发与利用。从碎岩理论来看,冲击回转钻进技术是解决硬岩钻进慢的最有效的方法之一。射流式液动潜孔锤诞生于20世纪70年代,是我国自主研发的液动冲击回转钻具,具有独立知识产权。与气动潜孔锤相比,由于其动力介质的不可压缩性,在深孔及超深孔的高围压工作条件下,适应性更强,并且效率高,能耗低,应用范围更广。近些年来,国内外各大研究机构和商业公司,纷纷开始对射流式液动潜孔锤进行立项开发。为了保持我国在相关领域的领先地位,更好地将射流式液动潜孔锤应用于钻井现场,提高我国硬岩钻井技术水平,不断深化相关技术的理论研究与结构创新势在必行。常规射流式液动锤冲击功小,只能配金刚石钻头、牙轮钻头或PDC钻头进行辅助碎岩。近年来,吉林大学创新研发的高能射流式潜液动孔锤可配合球齿钻头,进行冲击为主、切削为辅的高效钻进。但是,现场使用过程中,工程师仍需面对钢制射流元件冲蚀过快,工作寿命短的问题。虽然,全硬质合金射流元件可以较好的抵抗钻井液中固相颗粒的冲蚀,却无法承受冲锤回程的巨大冲击载荷。本文应用计算机辅助设计技术（CAD）及计算流体动力学技术（CFD）进行了回程节流缓冲机构的研究、设计和分析。同时,利用新研制的冲锤全行程测量系统,对冲锤运动进行动态分析,研究了回程节流缓冲机构的可行性及可靠性。除了寿命问题,典型钻井液驱动下的射流式液动潜孔锤性能研究仍是空白,需要大量的研究数据,支撑其在复杂钻井液环境下的实际应用。以往,研究人员利用清水为动力介质,驱动射流式液动潜孔锤进行性能预测分析,其结果存在很大局限性。因此,本文研究了多种钻井液驱动下,SC86H型高能射流式液动潜孔锤（S-射流,C-冲击,86-外管直径,H-高能,以下简称“SC86H液动潜孔锤”）的动力介质适应性与输出特性。选择了钻井现场应用较多的四种钻井液作为动力介质,分别为清水、水基膨润土钻井液、水基聚合物钻井液和油基钻井液。本文的主要结论如下:（1）回程节流缓冲机构可有效进行冲锤回程软制动,保护全硬质合金射流元件。缓冲制动过程中的压力脉动足以将射流推向另一侧,完成射流切换。因此,冲锤回程冲击并不是射流切换的必要条件。当冲锤质量为9 kg时,可以获得最佳的输出功率。当输入流量改变时,冲锤所需缓冲距离（Required Damping Length,所需缓冲距离）。冲锤结构行程增加及质量增大会导致所需缓冲距离增长,但是影响并不显着。（2）作为双稳态负反馈流体振荡器,SC86H液动潜孔锤中射流元件的振荡频率（=冲击频率）取决于负载特性,且与流量（或雷诺数）成正比。当冲锤进入全行程后,射流元件会在恒定的斯特劳哈尔数（Strouhal）下工作,这点与其它类型和用途的射流振荡器是相似的。（3）水基膨润土钻井液驱动下的SC86H液动潜孔锤在较低膨润土含量范围内（质量分数<3%）性能更好。在较高膨润土含量范围内（≥3%）,输出性能将低于清水。膨润土的使用有助于运动配合面之间的润滑。然而,膨润土含量的增加也会增加钻井液的粘度,从而导致流道水力损失增加和冲锤运动阻力增加。钻井液中膨润土含量对整机压力降影响不大。膨润土的存在会略微增加SC86H液动潜孔锤工作压降,这种现象是由钻井液粘度和密度的增加所导致的。数值模拟显示,钻井液的流变性对液动锤性能具有显着影响。研究发现,流变特性对射流元件内部流场的湍流强度及能量转换过程有显着影响。在一定的流量下,流性指数n的减小会降低输出通道内的能量转化率,进而导致输出通道入口速度的降低,影响系统的整体效率。（4）膨润土钻井液中加入重晶石会降低冲锤运动稳定性和冲击频率。但是,由此增加的冲击末速度、冲击功和输出功率可以抵消部分性能损失。在实际应用中,活塞衬套之间的间隙会因为固相颗粒的高速磨蚀而不可避免的持续增加。因此,如果重晶石对冲锤冲击频率影响不大,则无需增大活塞衬套配合间隙。膨润土钻井液温度变化会影响其粘度和密度,进而影响液动潜孔锤性能。在实验室所研究的温度范围内（20～80℃）,温度越高,液动潜孔锤性能越好。（5）聚合物溶液的瞬态、稳态拉伸粘度与聚合物浓度、高分子链柔性和分子量（MW）相关。与经典（牛顿）湍流射流相比,聚合物射流较高的拉伸粘度会降低射流扩散速率、中心线速度衰减、雷诺应力和粘性耗散率。在射流元件中,拉伸粘度的增加会阻碍射流卷吸,促使射流稳定向前,进而阻碍科恩达（Coanda）效应的产生和射流的稳定附壁。因此,聚合物浓度、高分子链柔性和分子量都会对液动潜孔锤动态特性产生影响。对于具有相同质量浓度和分子量的不同柔性度聚合物,柔性聚合物通常会对液动潜孔锤的工作产生更加严重的影响,现场需要根据实际情况,尽量选择性能相近的替代聚合物。（6）油基钻井液中的油相并不能够对SC86H液动潜孔锤产生显着的润滑作用。而无固相添加剂的油基钻井液会因自身的低密度而削弱液动锤输出性能。油基钻井液中的膨润土会对SC86H液动潜孔锤内部的配合间隙产生良好的润滑解卡作用。重晶石加重剂会通过增加整机压降而增强SC86H液动潜孔锤输出性能;重晶石颗粒的存在会降低冲锤的运动稳定性和冲击频率。
王东华[7]（2020）在《土遗址全长黏结锚固系统优化与机理研究》文中研究表明土遗址是人类历史文化的重要载体,在我国土遗址数量巨大、类型全面。然而处于露天环境下的土遗址长期遭受风蚀、雨蚀、冻融、地震等多种自然营力和人类活动影响,直接由裂隙或裂缝切割而成的不稳定块体在土遗址中普遍发育,成为影响土遗址长期保存的首要危害。因此,对土遗址中不稳定块体的理想加固方法的研究愈发受到重视。锚固技术因其具有扰动性弱、兼容性强和变形控制优异等特点,在土遗址稳定性控制领域得到了广泛应用。基于对常规岩土锚固工程和土遗址锚固现状的研究,认识到目前土遗址锚固工艺和性能测试技术存在诸多不足、有关于杆材、浆液以及遗址土体性状的多种锚固参数与其组合对土遗址全长黏结锚固系统性能影响机制、锚固系统的传力机制尚不明晰,这些已成为制约土遗址锚固技术和理论发展的关键问题。因此本文开展了土遗址全长黏结锚固系统优化和机理研究。本文在对目前通用的土遗址锚固工艺和锚固性能测试技术进行优化的基础上,研发了相关配套设备并开展了杆体类型、几何锚固参数和浆土强度比对土遗址全长黏结拉力型锚固系统性能影响的试验研究。通过原位锚固、拉拔测试以及界面应变监测,获得了各锚固系统的破坏模式、极限荷载、荷载-位移特征、界面应变的分布和变化规律,对比分析了各锚固系统性能的优劣,阐释全长黏结拉力型锚固系统的机理。而后对常出现的杆体-浆体界面的破坏模式,应用双线黏结-滑移模型进行了全过程行为的理论分析。最终,在此基础上提出了受力机制更优异的全长黏结拉压复合锚杆,并探究了其锚固性能与工作机制,主要研究成果如下:（1）对土遗址全长黏结锚固系统的锚固工艺和性能测试技术进行了优化并研发了相应装备,包括可控式高效钻孔装置、钻机专用防尘装置、整套清孔装置、渗透加固锚孔壁装置、锚固注浆系统及其注浆方法、浆-土界面应变测试方法、浆-土界面应变计布设装置和拉拔测试恒力加载系统以及各设备的使用方法,这些研发成果大部分已经成功应用于本文研究。（2）对比研究木锚杆、玻璃纤维锚杆和钢筋锚杆与相同浆液组成全长黏结拉力型锚固系统性能的优劣;同时基于每种锚固系统设置了几何锚固参数对锚固系统性能影响试验,定量分析了锚杆直径、浆液厚度和黏结长度参数对杆体与浆体间的黏结强度的规律,以及定性分析了杆体与浆体间黏结应力随黏结长度的分布规律;最后从杆体类型所决定的杆体-浆体的受力机制、变形和强度特征等方面剖析了全长黏结拉力锚固系统的锚固机制,阐释了轴向锚固参数和径向锚固参数对杆体-浆体间黏结性能的影响机制,并给出了各类杆体锚固参数的优选值。（3）在杆体与锚固参数优选的基础上,进行了不同成分的新型锚固浆液配合比的初选和终选测试,最终确定了以抗压强度为基准的5种浆土强度比。开展了5种浆土强度比分别与木锚杆和玻璃纤维锚杆组成的全长黏结拉力锚固系统的性能测试,得到了各锚固系统的破坏模式、极限荷载、以及荷载-位移曲线特征和双界面应变随荷载和轴向位置的分布曲线,给出了土遗址锚固系统浆土强度比的最优阈值,并探讨了浆土强度比对锚固性能的影响机制。（4）基于现场试验结果验证了双线黏结-滑移模型在土遗址全长黏结拉力锚固系统杆体-浆体界面黏结-滑移行为的适用性,并将该界面黏结-滑移全过程分成了弹性阶段、弹性-软化阶段、弹性-软化-松动阶段和软化-松动阶段等四个阶段,并推导了每个阶段所对应界面滑动量、界面剪应力分布和杆体轴向应变分布的表达式,以及获得了各阶段对应的荷载-位移关系、有效锚固长度等一系列参数的解析解;依据拉拔试验结果对模型进行了参数标定,将试验值与理论值进行了对比,验证了理论解的适用性,并分析了锚固参数对锚固系统性能的影响。（5）在上述试验研究和理论研究的基础上,提出了受力机制更为合理的新型全长黏结木质拉压复合锚固系统,并进行其与传统拉力锚固系统的对比试验,测试了各锚固材料物理力学兼容性以及拉压复合锚杆结构的可靠性,并对比分析了拉压复合锚固系统与拉力型锚固系统的锚固性能和破坏机制,并据其简化受力模型,给出了极限荷载的两种计算方法。
周达[8]（2020）在《锚梁支护机器人设计及仿真分析》文中研究说明锚梁支护是在锚杆支护基础上发展起来的一种特殊的支护方式,它将W钢带与锚杆配套作用,利用W钢带把多根分散锚杆联结起来形成一个整体承载结构。将锚杆对围岩的作用力从集中力变为分布力,保证围岩整体稳定性。针对目前锚梁支护时间长、自动化程度低的问题,以履带车体为基础,对锚梁支护机器人进行研究。结合运动学理论、机液耦合分析方法,以实现锚梁支护自动化为目标,对其钻支系统的机械结构、运动学分析以及机液联合动态特性分析等方面进行了较为详细的研究。基于巷道锚梁支护实际工况要求,确定锚梁支护机器人的钻支系统由托举梁机械臂与钻臂组成。进行托举梁机械臂与自动换钻机构的结构设计,并对托举梁机械臂进行动强度分析,证明其强度满足要求。对锚梁支护机器人进行正运动学分析,建立托举梁机械臂正运动学的D-H方程,验证正运动学求解的准确性,得到锚梁支护机器人末端执行机构位姿与各关节变量间的关系。利用BP神经网络对锚梁支护机器人进行逆运动学分析,其中针对伸长关节的数量级与其他转动关节数量级相差过大的问题,对其单独进行逆运动学分析。分析结果显示转动关节的误差控制在0.005rad内,伸长关节的误差控制在0.5mm以内,满足精确控制的需求。针对传统液压分析单一负载变化无法真实反应工作时液压缸负载与其流量间关系的问题,对锚梁支护机器人钻支系统的动力学模型与液压模型进行机液联合分析,通过分析液压缸动态特性的变化,不但证明液压缸本身强度符合工作要求,也证明液压模型中的阀前压力补偿回路效果显着,可以实现与负载无关的无级控制。基于锚梁支护机器人的机械结构与液压系统,利用S7-200 SMART PLC对其进行控制,根据所计算的各关节逆解数值,通过传感器反馈以控制锚梁支护机器人的动作。基于MCGS组态软件,搭建控制系统的可视化界面,实现锚梁支护机器人的机械与自动双控制,并实时显示各执行元件的动作量。通过进行自动控制试验,证明运动学逆解误差在两个动作时的误差分别是1mm、2mm;阀前压力补偿回路效果明显,可以实现与负载无关的无级控制。该论文有图76幅,表24个,参考文献114篇。
唐钧跃[9]（2020）在《高密实度模拟月壤自适应钻进取芯特性研究》文中进行了进一步梳理自上个世纪美苏等国家率先开展月球探测以来,人类已从月球采集了共计约382 kg的月壤样品。通过分析采集返回的月壤,深化了对月球演化规律认知。目前我国探月工程（三期）即将实施,也将利用钻取和表取形式,从月球采回月壤样品,在地球实验室中进行科学测试与分析。本文以我国探月工程（三期）月面钻取采样子任务为工程背景,面向月壤剖面存在高度随机性和不确定性的挑战,以实现钻进取芯过程中钻具的低功耗、高取芯和高适应性为研究目标,开展高密实度模拟月壤制备方法、模拟月壤软袋取芯特性、模拟月壤钻进排屑性能及自适应钻进特性研究,为后续深空探测任务钻取采样钻具设计和工艺参数优化提供技术支撑。提出了一种基于夯击密实强化原理的高密实度模拟月壤制备方法以满足次表层月壤钻取采样任务地面试验研究所需,建立了月壤桶夯击振动及冲击锤夯击回弹动力学模型,针对钻取用月壤桶测限约束条件构建了月壤弹塑变形模型,预测了模拟月壤剖面有效密实深度,不同夯击次数作用下的模拟月壤夯击强化试验验证了模拟月壤上覆土压力即塑性极限与夯击次数间的内在物理规律,密度测定试验验证了上述有效夯击密实深度理论预测模型。基于回转切削力学模型建立了原位月壤的受扰剪胀模型,获得了扰动区月壤物理力学参数随进转比参数变化规律,依据岩土力学中粮仓理论建立了模拟月壤钻进取芯力学模型,利用提出的非接触式动态监测钻进取芯特性方法开展了不同进转比条件下的钻进取芯正交试验,揭示了内部月壤样芯动态失稳随钻进工艺参数特定变化规律,划分了四种典型取芯工况并验证了上述力学模型的准确性,有利支撑了高密实度模拟月壤钻进工艺参数优选。提出了以前刀面堆积角及螺旋槽填充率等状态参量定量描述钻进取芯过程中原位月壤的钻进排屑状态,分析了多种钻进工况下的钻进负载随工艺参数变化影响规律,利用机器视觉技术开展了模拟月壤回转切削排屑特性试验研究,动态采集钻进过程中的月壤堆积区体积参数,实时反映螺旋排屑速率等影响排屑性能的关键指标,提取螺旋槽中月壤钻屑质量和体积指标,解算螺旋槽钻屑堆积密度,有力佐证了钻取采样过程中月壤挤压运移和自行运移的存在,高密实度模拟月壤钻进取芯试验表明上述钻进负载理论计算结果与实际钻进负载吻合度较高,可用于特定目标对象的钻进工艺参数优选。构建了基于样本可钻性等级实时识别的自适应钻进策略,基于钻进取芯力载模型结合探月工程（三期）钻进工艺参数优选指标,优选了适合特定钻进对象的合理钻进工艺参数,利用研制的模拟月壤钻进取芯特性测试平台开展了具有一定覆盖性和等效性的模拟月壤样本可钻性分级试验,选择钻进过程中钻具的回转转矩为特征识别信号,设计了可钻性等级模式识别方法并开展了识别模型参数寻优,获得能应用于可钻性等级1～6级的分类模型,准确率达95.8%,构建了基于在线辨识钻进对象可钻性等级的自适应闭环控制策略,开展了以密实型HIT-LS1#模拟月壤、石灰岩及大理岩为典型钻进对象的分层自适应钻进试验,验证了上述钻进方法的有效性。综上所述,文本针对月面无人钻取采样技术难点,以寻求钻取采样机构的自适应钻进能力提升为研究目标,分别从模拟月壤制备工艺、钻–壤作用机理、钻进取芯特性试验方法及自适应钻进策略等方面开展工作。上述研究方法及取得的相应研究成果具有重要的学术意义和工程应用价值。
王俊杰[10]（2020）在《水下导向攻泥器钻进液压系统设计与动力学建模》文中进行了进一步梳理随着海洋资源勘探、开发和交通运输等海上经济活动日益增多,船舶向大型化、专业化发展,由此所引发的沉船数量不断上升,打捞难度也越来越大。为保障海洋经济发展,保护人民生命财产安全,迫切需要我国建立“大吨位、大深度沉船打捞和快速清障打捞”的应急保障能力。水下导向攻泥器攻打过底千斤洞技术是沉船救捞工程中常用的一项关键技术,千斤洞攻打的效率和精度往往直接决定了打捞作业的成败。本论文以我国交通部的“到2020年建设先进沉船救助打捞体系”为目标[1],研究围绕沉船打捞的水下导向攻泥器展开,根据其驱动力、钻进速度等工作需求计算和设计了总体液压系统,考虑到海底底质复杂性诸多因素会产生负载突变等状况,基于压力流量复合控制优化了现有钻机模块的液压驱动系统,通过AMESim仿真完成钻头在复杂海况下钻进力和钻速的协调控制。运用土力学原理分析实际钻进时土体破坏的原因,按照导向钻进原理确定各时刻钻头的运动状态,以此建立负载力学模型进行轨迹设计。将导向板向前移动与绕钻头中心点转动分别建立数学模型,采用牛顿—欧拉方程建立动力学模型,通过MATLAB中S函数的建模与仿真研究液压驱动力、海底底质、钻杆材质等参数对钻进轨迹的影响。最后对所建立的牛顿—欧拉动力学模型进行陆地非开挖技术验证,实验结果与仿真一致验证了模型的准确性。本文主要创新性成果如下:（1）钻进液压系统为水下导向攻泥器提供动力,为避免钻进过程中负载突变所造成的液压冲击,同时提高钻进效率,本研究提出一套基于压力流量复合控制的动力头液压系统。动力头旋转运动采用四个液压马达驱动,经过中心大齿轮、齿轮减速器等装置减速后输出转矩,动力头推拉运动通过钻架将液压马达的旋转变为机械系统中齿轮齿条的平移。将比例溢流阀并联在液压马达两端调节其两腔压力,调节比例换向阀的阀口开度控制液压马达流量[2],动力头在AMESim仿真中能完成复杂海况下钻进力和钻速的协调控制。（2）运用土力学原理建立导向钻进负载力模型,从土体破坏的基本原理分析钻进过程,分别计算钻头轴向、周向的力。由于导向板的上下两部分受力不均而出现偏转力,钻头向一侧发生弯曲,从而使压缩变形区域的土体刚度变化[3],加入圆孔扩张理论进行分析,钻杆变化角度越大,所压缩变形的土壤越多,等效合力越大,从而改变钻进弯矩模型。（3）将钻头的进给过程分解为沿导向板向前移动与绕钻头中心点转动,并运用牛顿-欧拉方程建立了钻头导向动力学模型[4]。通过MATLAB中S函数的建模与仿真,结合实验验证,得出钻头液压系统驱动力、海底底质属性、初始钻进角度和钻杆与土壤共同作用的总刚度均会对钻头导向过程产生影响。
二、我国钻机动力加入“柔性”装置（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、我国钻机动力加入“柔性”装置（论文提纲范文）
（1）煤矿井下复合冲击螺杆钻具高效破岩机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复合冲击技术国内外研究现状 |
| 1.2.2 扭转冲击器的国内外研究现状 |
| 1.2.3 轴向冲击器的国内外研究现状 |
| 1.2.4 存在问题 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 2 扭转冲击器工作特性分析 |
| 2.1 PDC钻头的粘滑振动现象 |
| 2.2 扭转冲击器的工作原理 |
| 2.2.1 提速机理 |
| 2.2.2 扭转冲击器技术特点 |
| 2.2.3 冲击原理 |
| 2.3 扭转冲击结构优化设计 |
| 2.3.1 基本结构 |
| 2.3.2 工作原理 |
| 2.3.3 工作特性分析 |
| 2.4 扭转冲击器水力参数计算 |
| 2.4.1 冲击扭矩的计算 |
| 2.4.2 周向冲击频率计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 轴向冲击螺杆工作特性分析 |
| 3.1 轴向冲击螺杆设计 |
| 3.1.1 螺杆钻具工作原理 |
| 3.1.2 轴向冲击螺杆结构方案设计 |
| 3.1.3 轴向冲击螺杆工作原理 |
| 3.2 轴向冲击螺杆结构优化设计 |
| 3.2.1 振动短接结构优化设计 |
| 3.2.2 盘阀总成结构优化设计 |
| 3.3 轴向冲击螺杆水击特性分析 |
| 3.3.1 水击压强和水击波速的计算 |
| 3.3.2 水击计算的运动方程和连续方程 |
| 3.3.3 水击模型方程组求解 |
| 3.3.4 水击力的求解 |
| 3.3.5 计算结果分析 |
| 3.4 轴向冲击螺杆的水力参数计算 |
| 3.4.1 水力参数求解步骤 |
| 3.4.2 水力参数实例计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 轴向冲击振动减阻增压机理研究 |
| 4.1 钻具与孔壁间摩擦模型建立 |
| 4.1.1 振动减阻理论分析 |
| 4.1.2 轴向冲击振动动力学分析模型 |
| 4.1.3 程序编制流程 |
| 4.2 轴向振动系统的爬行钻进效果分析 |
| 4.2.1 激振力的计算 |
| 4.2.2 振动爬行现象分析 |
| 4.2.3 振动爬行效果影响因素分析 |
| 4.3 轴向振动增压减阻效果分析 |
| 4.3.1 轴向振动对钻头的影响 |
| 4.3.2 孔深对钻头钻压的影响 |
| 4.3.3 轴向振动减阻效果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 复合冲击破岩提速动力学分析 |
| 5.1 复合冲击破岩机理 |
| 5.1.1 动静载荷破岩特性分析 |
| 5.1.2 复合冲击破岩特性分析 |
| 5.2 岩石力学参数测定 |
| 5.2.1 测试方法 |
| 5.2.2 测试设备 |
| 5.2.3 测试结果 |
| 5.3 复合冲击模型建立和参数优化分析 |
| 5.3.1 Abaqus软件介绍 |
| 5.3.2 仿真优化分析技术思路 |
| 5.3.3 网格模型建立及参数设置 |
| 5.3.4 正交试验设计 |
| 5.4 仿真结果分析 |
| 5.4.1 极差分析 |
| 5.4.2 权重值对比 |
| 5.4.3 不同工况效果对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 复合冲击螺杆室内测试与现场试验 |
| 6.1 室内测试 |
| 6.1.1 测试系统 |
| 6.1.2 扭转冲击器的测试 |
| 6.1.3 轴向冲击螺杆的测试 |
| 6.1.4 实测参数的切削体积 |
| 6.2 现场试验 |
| 6.2.1 试验地点 |
| 6.2.2 施工地层条件 |
| 6.2.3 试验设备与钻具组合 |
| 6.2.4 试验效果对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 水击压力的计算源代码 |
| 附录2 轴向振动钻进计算源代码 |
| 附录3 复合冲击加载条件设置源代码 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）钻式采煤机偏斜机理及自动换钻控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 选题背景及意义 |
| 1.3 全液压钻式采煤机概述 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.5 研究中存在的问题 |
| 1.6 论文主要研究内容 |
| 2 钻式采煤机偏斜机理 |
| 2.1 屈曲失稳作用下偏斜机理 |
| 2.2 煤层地质构造作用下偏斜机理 |
| 2.3 钻具组合作用下偏斜机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 钻式采煤机偏斜特性研究 |
| 3.1 试验装置及材料 |
| 3.2 钻削机构偏斜特性试验研究 |
| 3.3 钻削机构偏斜特性数值模拟研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 钻式采煤机定向钻进纠偏控制研究 |
| 4.1 新型钻削机构结构 |
| 4.2 定向纠偏控制系统数学模型 |
| 4.3 基于反步法的定向钻进自适应控制 |
| 4.4 基于干扰观测器的定向钻进自适应控制 |
| 4.5 定向钻进控制试验研究 |
| 4.6 样机试验 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 钻式采煤机自动换钻控制研究 |
| 5.1 自动换钻控制系统试验装置 |
| 5.2 自动换钻控制系统数学模型 |
| 5.3 自动换钻控制系统摩擦模型 |
| 5.4 基于Lu Gre模型的自动换钻自适应控制策略研究 |
| 5.5 基于Lu Gre模型的钻机自动换钻自适应鲁棒控制策略 |
| 5.6 自动换钻控制试验研究 |
| 5.7 自动换钻样机试验 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）换钻机器人结构设计及电液控制系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 常用钻杆及换钻装置研究现状 |
| 1.3 机械臂研究现状及存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 换钻机器人结构设计 |
| 2.1 大孔径卸压钻机介绍 |
| 2.2 换钻机器人结构设计 |
| 2.3 换钻机器人关键零部件校核 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 换钻机器人运动学分析及仿真 |
| 3.1 换钻机器人正运动学分析 |
| 3.2 换钻机器人逆运动学分析 |
| 3.3 基于蒙特卡洛法的工作空间仿真 |
| 3.4 换钻机器人误差建模 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 换钻机器人运动平稳性研究 |
| 4.1 换钻机器人动力学建模 |
| 4.2 换钻机器人运行轨迹规划研究 |
| 4.3 换钻机器人动力学仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 换钻机器人电液控制系统设计及仿真 |
| 5.1 液压执行元件参数计算 |
| 5.2 液压系统设计 |
| 5.3 液压控制系统仿真分析 |
| 5.4 电液比例位置控制系统设计与仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 换钻机器人换钻实验研究 |
| 6.1 试验目的 |
| 6.2 试验样机 |
| 6.3 试验方法及步骤 |
| 6.4 试验结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）旋挖钻机摩阻杆振动规律仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 旋挖工艺概述 |
| 1.1.1 旋挖钻机主要结构 |
| 1.1.2 旋挖钻机工作原理 |
| 1.1.3 旋挖钻机工艺流程 |
| 1.1.4 钻杆分类及工作原理 |
| 1.2 旋挖钻机国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 钻杆振动国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 主要研究内容及意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 2 旋挖钻杆的静力学分析 |
| 2.1 钻杆静力学模型建立 |
| 2.1.1 受力分析 |
| 2.1.2 静力学模型 |
| 2.2 钻杆的有限元分析 |
| 2.2.1 建立钻杆三维模型 |
| 2.2.2 定义钻杆材料属性 |
| 2.2.3 划分网格及施加约束 |
| 2.2.4 静力仿真结果分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 旋挖钻杆固有振动分析 |
| 3.1 钻杆模态理论模型 |
| 3.1.1 横向振动 |
| 3.1.2 纵向振动 |
| 3.2 旋挖钻杆模态分析 |
| 3.2.1 建立钻杆有限元模型 |
| 3.2.2 钻杆固有频率分析 |
| 3.2.3 钻杆模态振型分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 钻进过程中的钻杆振动模型 |
| 4.1 旋挖钻进模拟 |
| 4.1.1 有限元模型建立 |
| 4.1.2 模型参数设定 |
| 4.1.3 仿真结果分析 |
| 4.2 建立钻杆刚柔耦合模型 |
| 4.2.1 基本假设 |
| 4.2.2 建模流程及要点 |
| 4.3 施加载荷及约束 |
| 4.3.1 添加运动副 |
| 4.3.2 设定载荷 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 钻进参数对钻杆振动的影响规律 |
| 5.1 钻压对钻杆振动特性的影响 |
| 5.1.1 钻压对钻杆横向振动的影响 |
| 5.1.2 钻压对钻杆纵向振动的影响 |
| 5.2 转速对钻杆振动特性的影响 |
| 5.2.1 转速对钻杆横向振动的影响 |
| 5.2.2 转速对钻杆纵向振动的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）深厚淤泥层大型陆上沉井施工控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 概述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 陆上沉井砂桩加固地基处理 |
| 1.2.2 大型沉井结构应力控制 |
| 1.2.3 大型沉井首次接高下沉结构安全控制 |
| 1.2.4 大型沉井接高下沉控制 |
| 1.2.5 沉井终沉标准及控制 |
| 1.3 依托工程项目 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究技术路线 |
| 第二章 考虑固结效应的沉井临时地基砂桩加固技术 |
| 2.1 大型沉井临时地基处理方法 |
| 2.2 高置换率大直径砂桩加固淤泥固结周期 |
| 2.2.1 深厚淤泥砂桩复合地基固结理论 |
| 2.2.2 沉井附加应力分布形式对固结周期的影响 |
| 2.2.3 考虑涂抹区重叠的高置换率复合地基固结周期计算 |
| 2.2.4 高置换率砂桩复合地基固结周期试验 |
| 2.3 沉井附加荷载传递机理及影响深度 |
| 2.3.1 附加应力解析解 |
| 2.3.2 加载类型对附加应力分布规律的影响 |
| 2.3.3 接高过程地基附加应力分布规律 |
| 2.4 考虑淤泥固结效应的大直径砂桩加固地基承载力 |
| 2.4.1 砂桩复合地基承载力计算方法 |
| 2.4.2 考虑固结影响的砂桩复合地基承载力计算方法 |
| 2.4.3 考虑固结效应砂桩地基处理置换率优化案例分析 |
| 2.4.4 考虑固结效应对承载力提升的试验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 大型沉井挠曲变形结构安全控制理论与方法 |
| 3.1 沉井结构安全控制难题 |
| 3.2 大型沉井挠曲控制理念 |
| 3.2.1 大型沉井结构挠曲与应力相关性分析 |
| 3.2.2 沉井结构挠曲变形控制计算方法 |
| 3.2.3 大型沉井挠曲变形控制标准 |
| 3.3 大型沉井挠曲控制实施技术 |
| 3.3.1 基于挠曲数据的沉井开挖取土优化 |
| 3.3.2 沉井挠曲协调变形分析及调节技术 |
| 3.3.3 工程实例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 大型沉井接高开挖下沉控制 |
| 4.1 大型沉井首次下沉力系转换控制技术 |
| 4.1.1 理论分析 |
| 4.1.2 数值仿真 |
| 4.1.3 模型试验 |
| 4.1.4 力系转换解决思路 |
| 4.2 沉井多点支撑开挖下沉取土工艺 |
| 4.2.1 多点支撑开挖下沉理念 |
| 4.2.2 多点支撑开挖下沉工艺计算分析 |
| 4.2.3 多点支撑开挖工艺实施及效果 |
| 4.3 预留核心土开挖下沉控制工艺 |
| 4.3.1 预留核心土开挖理念 |
| 4.3.2 预留核心土开挖下沉工艺结构安全分析 |
| 4.3.3 预留核心土开挖工艺的实施及效果 |
| 4.4 高黏性地层绞吸开挖设备 |
| 4.4.1 高黏性地层传统取土设备存在的问题 |
| 4.4.2 绞吸开挖设备研发 |
| 4.4.3 绞吸开挖设备工程应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 倾斜持力层沉井终沉技术 |
| 5.1 沉井超深倾斜地层大锅底终沉风险 |
| 5.2 考虑沉井沉降协调的软弱地层单侧加固技术 |
| 5.2.1 适应变形协调的加固体变形模量 |
| 5.2.2 加固体宽度对沉井运营期沉降影响 |
| 5.2.3 单侧加固条件下大型沉井稳定性验算 |
| 5.2.4 加固体承载力自平衡荷载箱现场试验 |
| 5.3 沉井分舱小锅底终沉技术 |
| 5.3.1 沉井分舱小锅底终沉工艺理念 |
| 5.3.2 沉井锅底终沉对比计算分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 大型沉井施工风险控制技术 |
| 6.1 深厚软弱地层大型沉井偏位调整技术 |
| 6.1.1 深厚软弱淤泥层施工面临的问题 |
| 6.1.2 深厚软弱地层沉井偏位机理及纠偏方法 |
| 6.1.3 弱侧限地层沉井偏位纠偏技术工程应用 |
| 6.2 沉井涌泥控制技术 |
| 6.2.1 涌泥机理 |
| 6.2.2 沉井涌泥监测技术 |
| 6.2.3 沉井舱内水体反压对涌泥控制 |
| 6.2.4 降低涌土风险的“W型”新型开挖技术 |
| 6.3 沉井助沉理论与方法 |
| 6.3.1 提出高精度沉井下沉难易程度评估方法 |
| 6.3.2 沉井助沉技术分析 |
| 6.4 沉井突沉预警及控制技术 |
| 6.4.1 沉井突沉原因机理分析 |
| 6.4.2 沉井突沉预警指标 |
| 6.4.3 沉井突沉双指标三级预警技术 |
| 6.4.4 沉井突沉预警技术工程验证 |
| 6.4.5 突沉风险控制技术 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）不同钻井液驱动下高能射流式液动潜孔锤性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外高能液动潜孔锤研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 射流式液动潜孔锤研究现状 |
| 1.4 课题研究的目的与意义 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 1.6 研究方法 |
| 1.7 本章小结 |
| 第2章 SC86H型高能射流式液动潜孔锤节流缓冲机构研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 设计方法 |
| 2.2.1 经验设计方法 |
| 2.2.2 计算机辅助方法 |
| 2.3 模型建立 |
| 2.3.1 工作原理 |
| 2.3.2 设计理念 |
| 2.4 数值计算 |
| 2.4.1 流体域建模 |
| 2.4.2 网格划分 |
| 2.4.3 初始边界条件设置 |
| 2.4.4 求解控制 |
| 2.5 实验测试 |
| 2.6 结果分析 |
| 本章小结 |
| 第3章 清水驱动下液动潜孔锤全行程动态特性研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 冲锤全行程运动参数测量 |
| 3.2.1 冲锤部分行程运动参数测量方法 |
| 3.2.2 冲锤全行程运动参数测量方法 |
| 3.2.3 不确定度分析 |
| 3.3 全行程动态特性研究 |
| 3.3.1 冲锤运动特性及射流切换机制 |
| 3.3.2 输入流量对液动潜孔锤性能影响 |
| 3.3.3 结构参数对液动锤性能影响 |
| 3.4 缓冲特性研究 |
| 3.4.1 输入流量对缓冲特性影响 |
| 3.4.2 结构行程对缓冲特性影响 |
| 3.4.3 缓冲机构可靠性分析 |
| 本章小结 |
| 第4章 水基膨润土钻井液驱动下液动潜孔锤动态特性研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 实验研究 |
| 4.2.1 膨润土含量对液动锤性能影响 |
| 4.2.2 重晶石加重剂对液动锤性能影响 |
| 4.2.3 钻井液温度对液动锤性能影响 |
| 4.3 数值模拟研究 |
| 4.3.1 湍流模型 |
| 4.3.2 数值模拟验证 |
| 4.3.3 流场云图 |
| 4.3.4 湍流强度 |
| 4.3.5 射流速度 |
| 4.3.6 能量转换过程 |
| 4.3.7 实验验证 |
| 本章小结 |
| 第5章 水基聚合物钻井液驱动下液动潜孔锤动态特性研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 仪器与试剂 |
| 5.2.2 聚合物钻井液配制及流变性 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 雷诺数液动锤性能影响 |
| 5.3.2 聚合物质量浓度对液动锤 |
| 5.3.3 聚合物分子量对液动锤性能影响 |
| 5.3.4 分子链柔性度影响 |
| 本章小结 |
| 第6章 油基钻井液驱动下液动潜孔锤动态特性研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 仪器与试剂 |
| 6.2.2 油基钻井液配制 |
| 6.2.3 油基钻井液性质 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 运动特性分析 |
| 6.3.2 输出性能分析 |
| 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 论文的主要结论 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 展望 |
| 7.3.1 本文研究不足 |
| 7.3.2 后续工作建议 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（7）土遗址全长黏结锚固系统优化与机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 传统岩土锚固研究综述 |
| 1.2.2 土遗址锚固研究综述 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法与技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 锚固工艺与性能测试技术优化及设备研发 |
| 2.1 锚固工艺优化与设备研发 |
| 2.1.1 可控式高效钻孔整套设备及使用方法 |
| 2.1.2 钻机专用防尘装置及使用方法 |
| 2.1.3 整套清孔装置及使用方法 |
| 2.1.4 渗透加固锚孔壁的装置及使用方法 |
| 2.1.5 锚固注浆系统及其注浆方法 |
| 2.2 性能测试技术与设备的研发 |
| 2.2.1 浆-土界面应变测试方法 |
| 2.2.2 浆-土界面应变计的布设装置及使用方法 |
| 2.2.3 拉拔测试恒力加载系统及其使用方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 杆型与几何锚固参数对全长黏结拉力锚固系统性能的影响研究 |
| 3.1 试验方案及过程 |
| 3.1.1 试验设计 |
| 3.1.2 材料与方法 |
| 3.1.3 室内试验 |
| 3.1.4 原位试验 |
| 3.2 杆体类型试验结果与分析 |
| 3.2.1 试验过程现象与破坏模式 |
| 3.2.2 极限荷载与荷载-位移关系特征 |
| 3.2.3 界面测点应变沿黏结长度分布特征 |
| 3.2.4 界面测点应变随荷载时步变化特征 |
| 3.3 几何锚固参数试验结果与分析 |
| 3.3.1 试验结果 |
| 3.3.2 结果分析 |
| 3.4 锚固特性与机理 |
| 3.4.1 杆体类型 |
| 3.4.2 径向锚固参数 |
| 3.4.3 轴向锚固参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 浆土强度特性对全长黏结拉力型锚杆锚固性能的影响研究 |
| 4.1 模拟试验墙的建造 |
| 4.1.1 干旱区夯土遗址建造工艺与取材特征 |
| 4.1.2 试验墙选土的工程性质 |
| 4.1.3 试验墙体的夯筑流程 |
| 4.2 锚固浆液性能测试与选型 |
| 4.2.1 方法与材料 |
| 4.2.2 墙体试样与浆体试样物理力学指标测试 |
| 4.3 浆土强度比对锚固性能影响试验 |
| 4.3.1 试验方案与过程 |
| 4.3.2 试验结果与分析 |
| 4.3.3 讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 全长黏结拉力锚固系统杆体-浆体界面黏结-滑移全过程分析 |
| 5.1 界面力学特性分析 |
| 5.1.1 界面的黏结应力和滑移的计算式 |
| 5.1.2 界面黏结-滑移曲线与双线模型 |
| 5.2 理想模型与界面黏结-滑移控制方程 |
| 5.2.1 理想模型 |
| 5.2.2 界面黏结-滑移控制方程 |
| 5.3 拉拔全过程行为分析和解析解的推导 |
| 5.3.1 弹性阶段 |
| 5.3.2 弹性-软化阶段 |
| 5.3.3 弹性-软化-松动阶段 |
| 5.3.4 软化-松动阶段 |
| 5.3.5 荷载-位移曲线上的特征点 |
| 5.4 锚固系统拉拔行为控制参数的标定 |
| 5.5 理论解与试验结果对比与锚固参数分析 |
| 5.5.1 荷载-位移曲线对比 |
| 5.5.2 杆体轴应力和界面剪应力分布曲线对比 |
| 5.5.3 锚固参数分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 全长黏结拉压复合锚杆的提出与锚固机制研究 |
| 6.1 全长黏结拉压复合锚杆的提出 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 锚杆制作及其性能 |
| 6.2.2 原状夯土和SH改性泥浆的制作及其性能 |
| 6.2.3 原位试验与双界面同步监测布设 |
| 6.3 试验结果与分析 |
| 6.3.1 材料兼容性与杆体结构可靠性 |
| 6.3.2 破坏模式 |
| 6.3.3 极限荷载 |
| 6.3.4 荷载-位移特征 |
| 6.3.5 杆体-浆体界面的应变 |
| 6.3.6 浆体-土体界面的应变 |
| 6.4 拉压复合锚杆锚固性能与锚固机理 |
| 6.4.1 土遗址加固中木材的兼容性与加筋原理 |
| 6.4.2 拉压复合锚固系统的工作机制 |
| 6.4.3 拉压复合锚固系统的承载力计算 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间取得的研究成果及获奖情况 |
| A1.已发表学术论文 |
| A2.已授权专利 |
| A3.获奖情况 |
| 附录B 攻读学位期间参与的科研项目 |
（8）锚梁支护机器人设计及仿真分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 机械臂设计概述 |
| 1.3 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 锚梁支护机器人本体结构设计 |
| 2.1 锚梁自动支护 |
| 2.2 托举梁机械臂构型方案分析 |
| 2.3 托举梁机械臂结构设计 |
| 2.4 托举梁机械臂强度分析 |
| 2.5 自动换钻机构结构设计 |
| 2.6 整机稳定性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 锚梁支护机器人运动学分析及仿真 |
| 3.1 托举梁机械臂正运动学分析 |
| 3.2 托举梁机械臂逆运动学求解 |
| 3.3 钻臂运动学分析结果 |
| 3.4 锚梁支护机器人工作空间求解 |
| 3.5 锚梁支护机器人双臂动作干涉分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 锚梁支护机器人钻支液压系统设计及机液仿真 |
| 4.1 液压系统设计 |
| 4.2 机液联合仿真的目的和意义 |
| 4.3 机液联合仿真内容及方法 |
| 4.4 动作仿真过程 |
| 4.5 机液联合仿真结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 锚梁支护机器人控制系统设计及试验研究 |
| 5.1 锚梁支护机器人动作分析 |
| 5.2 控制方案分析 |
| 5.3 PLC控制系统硬件设计 |
| 5.4 PLC软件设计 |
| 5.5 上位机控制软件设计 |
| 5.6 自动控制试验研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）高密实度模拟月壤自适应钻进取芯特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 钻取采样技术发展概述 |
| 1.2.1 地面传统钻探技术 |
| 1.2.2 星球钻取采样技术 |
| 1.3 月壤/模拟月壤研究现状 |
| 1.3.1 月壤物理–力学特性 |
| 1.3.2 模拟月壤制备方法 |
| 1.4 钻进取芯特性研究现状 |
| 1.4.1 钻进取芯特性试验研究 |
| 1.4.2 钻进取芯特性理论研究 |
| 1.5 星球自适应钻进研究现状 |
| 1.5.1 钻进状态参数及其辨识方法 |
| 1.5.2 星球无人自适应钻进方法 |
| 1.6 分析与启示 |
| 1.7 主要研究内容 |
| 第2章 高密实度模拟月壤制备方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模拟月壤物理力学特性 |
| 2.2.1 模拟月壤原料矿物组分 |
| 2.2.2 模拟月壤物理–力学参数 |
| 2.3 模拟月壤夯击密实强化原理 |
| 2.4 模拟月壤制备系统动力学建模 |
| 2.4.1 月壤桶夯击振动分析 |
| 2.4.2 冲击锤夯击回弹运动分析 |
| 2.4.3 模拟月壤夯击应力分析 |
| 2.5 模拟月壤夯击密实度强化建模 |
| 2.5.1 模拟月壤夯击弹塑变形分析 |
| 2.5.2 剖面密实度纵深分布预测 |
| 2.6 高密实度模拟月壤制备及试验验证 |
| 2.6.1 模拟月壤夯击强化试验验证 |
| 2.6.2 制备工艺参数优选及试验验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 模拟月壤软袋取芯特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钻进取芯原理及钻具构型参数 |
| 3.2.1 月壤钻进取芯工作原理 |
| 3.2.2 取芯钻具构型参数定义 |
| 3.3 原位月壤样芯受扰因素分析 |
| 3.4 月壤软袋取芯力学建模 |
| 3.5 月壤软袋取芯特性试验验证 |
| 3.5.1 钻进取芯特性监测方法 |
| 3.5.2 月壤取芯失稳高度分析 |
| 3.5.3 月壤钻进取芯速率分析 |
| 3.5.4 月壤钻进取芯率试验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 模拟月壤钻进排屑性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 月壤切削流动及力载建模 |
| 4.2.1 回转切削工况分析 |
| 4.2.2 回转切削堆积形态分析 |
| 4.3 月壤钻进排屑力载建模 |
| 4.3.1 月壤非挤压排屑运移力载 |
| 4.3.2 月壤挤压排屑运移力载 |
| 4.4 基于机器视觉的排屑性能监测方法 |
| 4.4.1 非接触式排屑性能监测方法 |
| 4.4.2 排屑流动特性监测方法验证 |
| 4.5 多维工艺参数下钻进取芯试验验证 |
| 4.5.1 孔外钻屑堆积形态分析 |
| 4.5.2 槽内钻屑堆积形态验证 |
| 4.5.3 钻进排屑力载验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 模拟月壤自适应钻进特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 月壤钻进工艺参数优选 |
| 5.2.1 月表钻进参数包络 |
| 5.2.2 钻进工艺参数值优择 |
| 5.3 钻进取芯特性测试平台研制 |
| 5.4 钻进对象可钻性等级划分 |
| 5.5 钻进特征信号的选择与提取 |
| 5.5.1 钻进信号频率特征分析 |
| 5.5.2 钻进信号时域特性分析 |
| 5.6 可钻性识别模型构建与优化 |
| 5.6.1 钻进对象识别模型构建 |
| 5.6.2 识别模型的参数寻优 |
| 5.7 模拟月壤自适应钻进试验研究 |
| 5.7.1 多种钻进对象样本规划 |
| 5.7.2 自适应闭环钻进控制试验验证 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）水下导向攻泥器钻进液压系统设计与动力学建模（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 沉船打捞技术简介 |
| 1.2 沉船打捞技术发展概况 |
| 1.2.1 传统人工攻打过底千斤洞技术 |
| 1.2.2 水面非开挖定向钻机攻打过底千斤洞技术 |
| 1.2.3 水下导向攻泥器技术 |
| 1.3 水下导向攻泥器国内外研究现状 |
| 1.3.1 水下攻泥设备国内外研究现状 |
| 1.3.2 陆地非开挖技术国内外研究现状 |
| 1.3.3 导向钻进运动-、负载力模型国内外研究现状 |
| 1.4 论文研究方向及内容 |
| 2 水下导向攻泥器钻进导向原理与液压系统设计 |
| 2.1 定向钻头工作原理 |
| 2.1.1 水平定向钻进的基本工作原理 |
| 2.1.2 定向钻进轨迹的设计 |
| 2.2 钻机模块总体系统设计 |
| 2.2.1 水下导向攻泥器性能要求 |
| 2.2.2 钻机模块液压原理图 |
| 2.2.3 压力流量复合控制的动力头液压驱动系统 |
| 2.2.4 水下导向攻泥器旋转系统计算 |
| 2.2.5 水下导向攻泥器旋转系统计算 |
| 2.3 液压驱动系统设计AMESim仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 钻头负载力学模型的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 土力学基础 |
| 3.3 钻头静力学分析 |
| 3.4 钻杆变形受力分析 |
| 3.4.1 钻头导向弯曲的过程 |
| 3.4.2 圆孔扩张理论 |
| 3.4.3 钻杆弹性变形分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 钻头动力学模型的建立 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 坐标系选取及参数定义 |
| 4.2.1 固定坐标系与运动坐标系 |
| 4.2.2 动力学模型相关参数定义 |
| 4.3 坐标变换 |
| 4.3.1 欧拉角变换 |
| 4.3.2 速度变换方程 |
| 4.3.3 角速度变换方程 |
| 4.4 钻头导向动力学建模 |
| 4.4.1 牛顿-欧拉方程 |
| 4.4.2 模型初始化定义 |
| 4.5 仿真分析 |
| 4.5.1 液压系统驱动力的影响 |
| 4.5.2 海底地质变化的影响 |
| 4.5.3 钻进角度变化的影响 |
| 4.5.4 钻杆弹性模量变化的影响 |
| 4.5.5 液压系统动力头旋转的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 非开挖钻进实验与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 导向钻进导航仪原理 |
| 5.3 非开挖钻进数据采集 |
| 5.3.1 采集参数定义 |
| 5.3.2 实验方案 |
| 5.4 钻进实验与分析 |
| 5.4.1 实验环境 |
| 5.4.2 导向钻进实验数据分析 |
| 5.4.3 避障钻进实验数据分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
四、我国钻机动力加入“柔性”装置（论文参考文献）
- [1]煤矿井下复合冲击螺杆钻具高效破岩机理研究[D]. 彭旭. 煤炭科学研究总院, 2021(01)
- [2]钻式采煤机偏斜机理及自动换钻控制研究[D]. 姬会福. 中国矿业大学, 2021(02)
- [3]换钻机器人结构设计及电液控制系统研究[D]. 罗江南. 中国矿业大学, 2021
- [4]旋挖钻机摩阻杆振动规律仿真研究[D]. 曹健. 中国地质大学(北京), 2021
- [5]深厚淤泥层大型陆上沉井施工控制技术研究[D]. 陈培帅. 长安大学, 2021(02)
- [6]不同钻井液驱动下高能射流式液动潜孔锤性能研究[D]. 葛东. 吉林大学, 2021(01)
- [7]土遗址全长黏结锚固系统优化与机理研究[D]. 王东华. 兰州理工大学, 2020(02)
- [8]锚梁支护机器人设计及仿真分析[D]. 周达. 中国矿业大学, 2020(01)
- [9]高密实度模拟月壤自适应钻进取芯特性研究[D]. 唐钧跃. 哈尔滨工业大学, 2020
- [10]水下导向攻泥器钻进液压系统设计与动力学建模[D]. 王俊杰. 大连海事大学, 2020(01)