№76-22
Інноваційний підхід до розробки тунельних укладачів за допомогою рекурентного метамоделювання
К.С. Заболотний1, О.В. Панченко1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2024, 76:260–272
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/76.260
АНОТАЦІЯ
Мета. Основною метою даного дослідження розробка та валідація інноваційного методу до проєктування тунельних укладачів який базується на рекурентному метамоделюванні. Застосування цього підходу має сприяти вдосконаленню конструктивних та функціональних характеристик тунельних укладачів, що відіграють ключову роль у виробничих процесах на сучасних гірничовидобувних та будівельних підприємствах.
Методика. Для досягнення поставленої мети було розроблена концепцію рекурентного метамоделювання, у якій поєднано результати системного аналізу конструкцій та використання CASE-технологій для генерування та оптимізації процесів проєктування конструкцій. Ця методика дозволяє створювати метамоделі всіх можливих конфігурації тунельних укладачів, з урахуванням їхніх механічних і гідравлічних властивостей. У моделюванні використано програмне забезпечення MATLAB Simulink.
Результати. Шляхом проведення дослідження було підтверджено ефективність П-подібного закону переміщення маніпулятора тунельних укладачів в умовах мінімізації часу їхньої роботи. Розроблена математична модель гідроприводу, у якій враховано різні сценарії переміщення точкової маси, дозволяє точно встановити закони керування рухом золотника гідророзподільника, забезпечивши мінімальну похибку результатів.
Практична значимість. Розроблені методики та інструментальні засоби мають значну прикладну цінність для проєктування та модернізації тунельних укладачів у забезпечення суттєвого підвищення їхньої продуктивності і надійності в різноманітних умовах експлуатації.
Наукова новизна. Створення рекурентного метамоделювання являє собою новаторську методику сфери проєктування тунельних укладачів. Завдяки її застосуванню вперше виникає можливість систематично аналізувати й оптимізувати конструкцію цього обладнання, залучаючи програмні засоби. Це відкриває нові перспективи для підвищення ефективності й надійності тунельних укладачів.
Ключові слова: рекурентне метамоделювання, тунельний укладач, системний аналіз, MATLAB Simulink, гідравлічний привід, оптимізація проєктування.
Перелік посилань
1. Zabolotnyi, K., & Panchenko, О. (2019). Development of methods for optimizing the parameters of the body of a fixed jaw crusher. E3S Web of Conferences. Essays of Mining Science and Practice 2019, (109). https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900121
2. Moskalyova, T.V., & Polushyna, M.V. (2015). Cross way of fastening steel ropes to a single-drum mine hoisting plant with the location of pulleys on the same axis. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 56–62.
3. Hao W., Zhang Y., Cui G. (2009). Research on the technical status of the segment erection system for the full shield tunneling machine. Mining & Processing Equipment, (37), 1–5.
4. Shi, H., Gong, G., Yang, H., & Zhou, R. (2009). Position and Attitude Precision Analysis of Segment Erector of Shield Tunneling Machine. Lecture Notes in Computer Science, 355–363. https://doi.org/10.1007/978-3-642-10817-4_35
5. Yadong, G., Jun, C., Chao, W., Qingguo, Z., & Shu, L. (2010). Research of the Segment Erector of Tunnel Boring Machine Based on Virtual Prototype. 2010 Second International Conference on Intelligent Human-Machine Systems and Cybernetics. https://doi.org/10.1109/ihmsc.2010.70
6. Lintao, W., Guofang, G., Hu, S., & Dianqing, H. (2012). Positioning Precision and Impact Force Control of Segment Erector for Shield Tunneling Machine. 2012 Third International Conference on Digital Manufacturing & Automation. https://doi.org/10.1109/icdma.2012.145
7. Planchard, D. (2019). SOLIDWORKS 2019 Tutorial. SDC Publications.
8. Li, G., Wang, B., Chen, Y. D., & Wang, W. S. (2012). Research of Dynamics Simulation of a Six-DOF Segment Erector for Tunnel Boring Machine. Applied Mechanics and Materials, 291–294. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.249-250.291
9. Reza, N. J. (2010). Theory of Applied Robotics. Springer Science + Business Media, LLC 2006.
10. Kolesnikov, K.S. (2005). The Course of Theoretical Mechanics. MSTU named after N.E. Bauman publishing.
11. Chaturvedi, D. K. (2010). Modeling and Simulation of Systems Using MATLAB and Simulink. CRC Press, Inc.
