纵轴式掘进机纵向随机振动响应的研究

摘要

为了探究纵轴式掘进机在随机激励作用下的纵向振动特性,根据多体动力学的理论和方法,建立了该型掘进机纵向动力学模型,利用拉格朗日方法建立其随机激励作用下的纵向运动微分方程.针对某型纵轴掘进机截割头所受随机激励产生的随机振动,运用虚拟激励法推导了掘进机纵向振动响应的数学模型,并利用MATLAB汇编语言赋值求解,得到该掘进机在随机激励作用下截割头、悬臂和机体的响应特性.结果表明:截割头、悬臂和机体的固有频率分别为3.2 Hz、2.9 Hz和2.3 Hz.在外随机激励作用下,随着悬臂与机体间刚度和阻尼的增大,截割头和机体的位移响应谱峰值逐渐减小,通过增加悬臂与机体、机体与底板间的刚度和阻尼,可有效减小整机的纵向振动.利用Adams对掘进机多刚体动力学模型仿真,证实了该方法研究掘进机的随机振动可行.