基于双耦合模型的机械装备顺应性设计理论与方法研究

本项目从现代机械装备设计所面临的适应载荷突变复杂工况要求和多学科集成耦合特点出发，以用于煤层近水平孔钻进的瓦斯抽采钻机这一典型钻探设备为具体研究对象，提出了基于双耦合模型的机械装备顺应性设计理论与方法。研究内容包括：1.建立工作对象耦合模型，实现工作部件与工作对象之间相互作用的建模；2.建立机械-液压耦合模型，包括系统耦合与参数耦合，实现多技术系统的集成建模；3.建立耦合模型与稳健优化设计之间的数学联系，提出冗余驱动的顺应性设计原理，实现复杂工况与非结构环境下的系统性能优化；4.结合新型定向钻进千米钻机研制，对机械装备顺应性设计理论与方法进行应用验证。其成果旨在从目前钻探设备的经验设计中总结形成一种有效的现代设计方法，为现代机械装备设计提供理论指导和方法支持。本研究不仅有助于促进设计理论与方法的创新，对于提升我国煤层钻进技术装备的设计水平从而更好地服务于煤矿安全生产也具有重要意义。