[发明专利]一种纵轴式掘进机虚拟样机截割头载荷计算及加载方法

权利要求书

1.一种纵轴式掘进机虚拟样机截割头载荷计算及加载方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取煤岩赋存条件，并储存于静态存储区中；

步骤2：通过ADAMS提供的函数接口获取截割头的自转角速度，并计算截割头截割转速；

步骤3：通过ADAMS提供的函数接口获取悬臂的摆动角速度，并计算截齿的横向摆动速度；

步骤4：依据镐齿破煤理论，利用煤岩赋存条件、截割头截割转速、截齿的横向摆动速度以及截齿的设计参数计算截齿的截割阻力、牵引阻力和侧向阻力；

步骤5：将截齿的截割阻力、牵引阻力和侧向阻力进行正交分解，并依据力的平移定理将各截齿受力转化到截割头质心处，得到截割头所受三向力及三向力矩即载荷；

上述截割头所受三向力及三向力矩计算过程依据ADAMS二次开发的规则，采用C语言编写实现，并编译为动态链接库文件；

所述截割头载荷在ADAMS中采用GForce来描述，并运用adams_c_Gfosub函数实现；

步骤6：通过ADAMS将载荷施加于截割头质心处，具体过程为：运行ADAMS掘进机虚拟样机，ADAMS加载所述动态链接库文件，并将截割头、悬臂以及各回转中心的标记点的ID传递给adams_c_Gfosub函数，函数执行完成后，ADAMS将函数当前的计算结果作为GForce所包含的三向力和三向力矩的值参与到虚拟样机仿真计算当中，实现载荷在截割头质心处的加载；当掘进机受到煤岩新的载荷作用后，其运动状态会发生改变，由于ADAMS本身及所调用程序的属性，其对掘进机载荷的计算是一个实时计算的过程，因此开发程序会重新计算载荷，如此循环，实现掘进机与煤壁的双向耦合。

2.根据权利要求1所述的纵轴式掘进机虚拟样机截割头载荷计算及加载方法，其特征在于，所述煤岩赋存条件包括煤的赋存条件和岩的赋存条件，所述煤的赋存条件包括非地压影响区的煤层截割阻抗平均值、煤的脆性系数、矿压影响系数、煤的单轴抗压强度以及煤体受压状态系数；所述岩的赋存条件包括岩石接触强度。