横波可控震源振动器平板作为页岩气勘探中的关键部件,其疲劳寿命直接影响可控震源的使用寿命和勘探精度。然而,传统的振动器平板疲劳寿命优化方法未考虑平板与平板齿间焊接残余应力的影响,导致平板结构在抗疲劳优化设计方面效果不佳。为...横波可控震源振动器平板作为页岩气勘探中的关键部件,其疲劳寿命直接影响可控震源的使用寿命和勘探精度。然而,传统的振动器平板疲劳寿命优化方法未考虑平板与平板齿间焊接残余应力的影响,导致平板结构在抗疲劳优化设计方面效果不佳。为此,使用局部灵敏度法对平板疲劳寿命进行敏感性分析,确定了焊接残余应力为影响疲劳寿命的关键因素。随后,建立了平板的各向最大焊接残余应力与焊接速度和焊接层间温度之间的数学模型,并以各向最大焊接残余应力为约束,以疲劳寿命为优化目标,建立相应的优化模型。最后,利用NSGA-Ⅱ(nondominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,非支配排序遗传算法-Ⅱ)获取Pareto解集,并结合熵权法和TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution,逼近理想解排序)法确定最佳优化方案:焊接速度为10.23 mm/s,焊接层间温度为105℃。结果表明,优化后平板的疲劳寿命为10.23年,相比优化前提高了17.72%。研究结果可为横波可控震源振动器平板的疲劳寿命优化提供科学有效的理论方法和工程指导。展开更多
巷道断面成形是煤矿掘进过程中的重要工序,但目前的巷道断面成形作业多为人工控制掘进机进行往复式截割,制约了煤矿掘进工作面的智能化发展。为此,针对断面成形轨迹规划未考虑煤岩特征、优化目标单一的问题,提出了一种基于改进灰狼优化(...巷道断面成形是煤矿掘进过程中的重要工序,但目前的巷道断面成形作业多为人工控制掘进机进行往复式截割,制约了煤矿掘进工作面的智能化发展。为此,针对断面成形轨迹规划未考虑煤岩特征、优化目标单一的问题,提出了一种基于改进灰狼优化(grey wolf optimizer, GWO)算法的掘进机断面成形轨迹规划方法。首先,根据夹矸位置将待截割断面环境分为4种情况,对相应断面进行栅格化处理并建立栅格地图,同时采用二值膨胀法对不规则夹矸进行膨胀化处理。然后,对GWO算法进行了改进,以提升其寻优性能和收敛速度。接着,开展了仿真实验,利用改进GWO算法实现了4种环境下掘进机断面成形轨迹的规划。最后,利用掘进机样机开展了断面截割实验。仿真结果表明:相较于传统的GWO算法,改进GWO算法的收敛速度更快且收敛精度更高;在4种断面环境下,基于改进GWO算法规划的断面成形轨迹长度最短,欠挖面积最小,转向次数最少,更容易实现高精度、高效率的轨迹跟踪控制,保证了巷道断面的成形质量。实验结果表明,基于改进GWO算法规划的断面成形轨迹既能提高掘进机的截割效率,又能满足巷道断面成形的质量要求。研究结果可为煤矿井下智能掘进技术的发展提供新的思路和方法。展开更多
文摘横波可控震源振动器平板作为页岩气勘探中的关键部件,其疲劳寿命直接影响可控震源的使用寿命和勘探精度。然而,传统的振动器平板疲劳寿命优化方法未考虑平板与平板齿间焊接残余应力的影响,导致平板结构在抗疲劳优化设计方面效果不佳。为此,使用局部灵敏度法对平板疲劳寿命进行敏感性分析,确定了焊接残余应力为影响疲劳寿命的关键因素。随后,建立了平板的各向最大焊接残余应力与焊接速度和焊接层间温度之间的数学模型,并以各向最大焊接残余应力为约束,以疲劳寿命为优化目标,建立相应的优化模型。最后,利用NSGA-Ⅱ(nondominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,非支配排序遗传算法-Ⅱ)获取Pareto解集,并结合熵权法和TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution,逼近理想解排序)法确定最佳优化方案:焊接速度为10.23 mm/s,焊接层间温度为105℃。结果表明,优化后平板的疲劳寿命为10.23年,相比优化前提高了17.72%。研究结果可为横波可控震源振动器平板的疲劳寿命优化提供科学有效的理论方法和工程指导。
文摘巷道断面成形是煤矿掘进过程中的重要工序,但目前的巷道断面成形作业多为人工控制掘进机进行往复式截割,制约了煤矿掘进工作面的智能化发展。为此,针对断面成形轨迹规划未考虑煤岩特征、优化目标单一的问题,提出了一种基于改进灰狼优化(grey wolf optimizer, GWO)算法的掘进机断面成形轨迹规划方法。首先,根据夹矸位置将待截割断面环境分为4种情况,对相应断面进行栅格化处理并建立栅格地图,同时采用二值膨胀法对不规则夹矸进行膨胀化处理。然后,对GWO算法进行了改进,以提升其寻优性能和收敛速度。接着,开展了仿真实验,利用改进GWO算法实现了4种环境下掘进机断面成形轨迹的规划。最后,利用掘进机样机开展了断面截割实验。仿真结果表明:相较于传统的GWO算法,改进GWO算法的收敛速度更快且收敛精度更高;在4种断面环境下,基于改进GWO算法规划的断面成形轨迹长度最短,欠挖面积最小,转向次数最少,更容易实现高精度、高效率的轨迹跟踪控制,保证了巷道断面的成形质量。实验结果表明,基于改进GWO算法规划的断面成形轨迹既能提高掘进机的截割效率,又能满足巷道断面成形的质量要求。研究结果可为煤矿井下智能掘进技术的发展提供新的思路和方法。
