液压支架小截面推移杆强度有限元分析

应用CAD软件,对液压支架小截面推移杆进行三维建模,用CAE分析软件对其进行有限元分析。通过分析,了解在各种力的作用下液压支架小截面推移杆应力分布情况,为液压支架推移杆的设计、维护和保养提供参考依据。     

现代设计方法在液压支架设计中的应用

通过综合分析国内液压支架设计研究现状和发展趋势,提出液压支架现代设计方法,融合计算机科学、材料学、力学等学科以实现液压支架的优化设计.根据矿井资料采用FLAC3D软件对工作面进行模拟分析,得出工作面岩层的合理支护强度,从而确定液压支架的基本参数;基于MATLAB对液压支架四连杆机构进行优化设计,实现在满足支架梁端距和双纽线轨迹等约束条件下四连杆机构质量轻等优化目标;最后采用Pro/E对液压支架进行三维设计并通过ANSYS等有限元软件分析液压支架的受力状况,优化液压支架结构参数和箱体结构件截面.     

液压支架架间用接尘导尘装置的研究与现场试验

为了解决液压支架移动过程中产生的粉尘,根据液压支架的结构与工作特点,阐述了液压支架降柱移架产尘的特点,计算得到了降柱移架过程中粉尘浓度。采用数理统计方法分析了相邻液压支架架间宽度,得到了液压支架架间宽度的正态分布曲线,推导出了导尘槽的宽度;依据不对称设计得到了三心拱形的导尘槽截面;通过试验分析得到了装置自倾角。现场试验效果表明,总粉尘降尘效率为93.7%,呼吸性粉尘降尘效率为92%,降尘效果明显,提高了大采高综采面生产性粉尘治理水平。     

基于遗传算法的超静定液压支架顶梁优化设计

利用Matlab遗传算法工具箱对ZM2560型超静定液压支架顶梁进行了优化设计,建立了顶梁优化设计的数学模型。在保证顶梁强度的条件下,减小了顶梁截面面积,减轻了顶梁重量。此方法同样适用于超静定液压支架其它部件的优化设计,为液压支架整体优化设计提供参考。     

液压支架悬臂支撑的有限元分析

根据有限元法的基本原理和解决问题的基本思路,对液压支架前梁所受的内力进行了分析。且用有限元分析软件ANSYS对液压支架前梁进行平面静力分析,在分析中把计算的理论值与ANSY的计算结果作了对比,发现理论解和ANSYS解非常接近,此方法可以推广到更为复杂的变截面梁。     

基于SolidWorks和ANSYS的液压支架顶梁疲劳可靠性分析

为保证井下开采作业可以安全高效进行,时刻掌握液压支架的可靠性情况,使液压支架可靠性维持在一个较高的水平,利用正交试验分析了液压支架关键部件顶梁在外载位置不同的情况下的最大应力,并应用Solidworks和ANSYS进行仿真建模分析。研究表明:液压支架顶梁危险截面主要位于柱窝附近箱型结构上,其可靠性模型可由应力-强度干涉模型衍生。可靠度随着载荷循环次数的增加而降低,当载荷循环次数增加到一定值时,顶梁材料达到疲劳极限,发生失效。     

ZFY18000/28/53D型两柱放顶煤支架掩护梁强度分析

根据液压支架型式试验顶梁偏心加载要求,以ZFY18000/28/53D型两柱放顶煤液压支架为例,运用传统力学计算方法和整架非线性有限元分析法分别计算了掩护梁应力分布情况,通过对比发现,传统力学计算方法能够满足设计的基本需要,分析过程中简化内容比较多,计算结果中同一截面对称位置应力接近,而有限元分析法所得结果能够充分反映掩护梁各位置应力与顶梁加载垫块位置相关特点和同一截面对称位置应力分布不均的特点,并能够直观反映应力分布趋势,更有利于液压支架结构件的优化设计。     

充填液压支架顶梁结构有限元分析及优化

参照传统支架的设计原则设计充填采煤液压支架的顶梁,采用Pro/E三维制图软件建立顶梁的模型,然后通过IGS中间文件将支架的三维实体模型导入ANSYS软件,对偏载工况下的充填采煤液压支架的顶梁梁体进行了有限元分析,得到了顶梁梁体结构的应力分布和位移变化规律。并在此基础上以液压支架顶梁截面的面积作为最小目标函数,顶梁厚度和肋板厚度作为设计变量,并以弯曲强度、剪切强度及顶梁厚度作为约束条件,应用MATLAB软件对液压支架顶梁箱式结构进行优化设计,得到了较理想的优化结果。     

液压支架试验台技术现状及发展趋势分析

液压支架试验台是液压支架检测检验的重要设备,通过分析国内外液压支架试验台的技术现状和现实使用情况,总结了各种类型液压支架试验台的特点;并在分析液压支架对试验台的现实需求基础上,分析了液压支架试验台的发展趋势。对国内外液压支架试验台的情况进行了较全面的总结与分析;对液压支架试验台的技术特点和发展趋势进行了分析,为液压支架试验台的总体设计和研发提供参考。     

液压支架的扭转强度分析

在液压支架设计中,需要对各部件进行弯曲和扭转强度计算,目前在国内对于液压支架主要构件的弯曲强度计算比较统一,但对于扭转强度的计算方法尚无统一的意见。本文提出液压支架在型式试验偏心加载的情况下,对于掩护梁和前、后连杆的扭转强度的计算方法,并推导出计算不同截面剪切应力的计算公式。最后本文对英国伽立克公司的计算方法作简要评述。     

基于实际围岩变形的全长锚固锚杆杆体应力分布特征分析

在全长锚固锚杆支护过程中,锚杆与围岩之间会相互作用,进而引起锚杆应力分布变化。为探究全长锚固锚杆正常支护过程及临界失效时锚杆应力分布规律,以围岩变形为基础,建立了锚杆-围岩相互作用模型,推导出锚杆在正常支护过程中及临界失效时轴力及剪应力沿杆长分布解析表达式,进而获得了轴力及剪应力沿杆长分布曲线。并在考虑锚杆及锚固剂弹性模量、锚杆及锚固剂横截面面积等锚固参数的条件下分别分析了围岩条件、锚杆长度、托锚力对全长锚固锚杆杆体应力分布的影响。结果表明:在全长锚固锚杆正常支护过程中,杆体应力分布符合中性点理论;影响锚杆轴力、剪应力分布的因素有围岩条件、锚固参数、托锚力;在锚杆正常支护过程中,全长锚固锚杆杆体应力分布符合中性点理论,随着围岩变软,锚杆为了限制变形,中性点向孔口方向移动且所受轴力、剪应力增大;托锚力影响杆体应力分布,托锚力越大,轴力分布越不均匀,且孔口到中性点处剪应力越小,中性点到杆端剪应力越大。所以在工程实际中可实时监测锚杆托锚力,依靠本文理论依据可深入揭示锚杆支护过程中受力特征;在锚杆支护临界失效时,围岩越坚硬,剪应力及轴力越大,且分布更加集中;锚杆长度影响全长锚固锚杆的支护性能,但在锚杆长度超过一定范围后再增大锚杆长度并不能显著提升锚杆的锚固效果。     

ZF7200型放顶煤液压支架的数值仿真与分析

主要解决的是反映实际结构的ZF7200型放顶煤液压支架的三维建模及受力分析,依据国内制定的最新有关液压支架的试验标准,选取了ZF7200型放顶煤液压支架整架分析的多种危险工况之下的其中一种进行计算机模拟仿真。通过对该架模拟仿真,不仅得出整个ZF7200型放顶煤液压支架的应力和变形分布,而且得出重要结构件的应力分布和模拟状况。为ZF7200型放顶煤液压支架的设计提供理论依据。     

ZY6400/21/45型放顶煤液压支架数值仿真与分析

依据国内制定的最新有关液压支架的试验标准,选取了ZY6400/21/45型放顶煤液压支架整架分析的多种危险工况之下的其中一种进行计算机模拟仿真;通过对该架模拟仿真,不仅得出整个ZY6400/21/45型放顶煤液压支架的应力和变形分布,而且得出重要结构件的应力分布和模拟状况;为ZY6400/21/45型放顶煤液压支架的设计提供理论依据。     

ZF4800/17/28型液压支架机构与有限元分析

利用Pro/E软件建立ZF4800/17/28型液压支架三维实体模型,并在其机构模式下进行机构分析,将模型导入ANSYS Workbench进行有限元分析,着重分析了液压支架在顶梁扭转工况时的应力分布,通过对液压支架的机构与有限元分析,可以检查其能否达到极限高度、运动过程中是否存在干涉及主体结构件的应力特点,对液压支架原设计提出合理建议,为优化液压支架结构提供参考依据。     

深部煤矿巷道等强梁支护理论模型及模拟研究

分析了矩形巷道顶板的受力特点,得到了顶板各位置弯曲正应力与剪力的分布规律。据此推导出了保证巷道顶板维持稳定所需的锚杆参数,并进一步对影响锚杆长度选取的各因素进行了敏感性分析,确定了各因素对锚杆长度选取影响程度的主次关系。由此得出了不同长度锚杆支护下的巷道围岩能够满足稳定性要求,基于此提出了深部巷道等强梁支护概念,即根据顶板弯曲正应力分布特征,在中部弯曲正应力大的区域,采用高强度、长锚杆局部加强;而在两边弯曲正应力逐渐减少的区域,可适当减少锚杆的长度,但增加锚杆直径提高抗剪能力,以期实现巷道顶板各横截面上在不同长度锚杆支护作用下最大正应力都相等,初步建立了等强梁支护施工技术工艺。运用有限差分软件FLAC3D模拟获得了锚杆原有传统支护与等强梁支护下顶板应力及位移分布规律,可看出采用等强梁支护理念可明显优化巷道的应力分布,让顶板局部应力达到均匀分布,并且有效控制了围岩变形,在一定程度上验证了等强梁支护技术的可行性。     

ZY6400/21/45型放顶煤液压支架的有限元分析

在设计ZY6400/21/45型放顶煤液压支架时,利用SolidWorks结合Simulation对该支架进行三维建模,并进行受力分析;依据国内制定的最新有关液压支架的试验标准,选取了ZY6400/21/45型放顶煤液压支架整架分析的多种危险工况之下的一种进行计算机模拟仿真;通过对该架模拟仿真,得出了整个支架的应力和变形分布,也得出了重要结构件的应力分布和模拟状况。     

基于ABAQUS的液压支架整架非线性有限元分析

采用有限元分析软件ABAQUS,通过其强大的非线性分析功能对ZY8800/12/22D型两柱掩护式支架在顶梁偏载工况下的受力状况进行模拟分析,总结支架各主要部件的位移和应力分布特点,从而为液压支架的设计和优化提供重要参考依据。     

ZH1600/16/24Z(A)型滑移液压支架有限元静力学分析

通过合理简化滑移液压支架三维模型并对其进行几何清理,建立滑移液压支架的有限元模型,对其进行整机有限元静力学分析,着重分析了支架顶梁单侧加载和扭转时的应力分布,为支架设计提供参考依据。     

液压支架虚拟压架试验的有限元分析研究

选取某型号液压支架,模拟支架的压架试验。通过Pro/E建立支架的实体模型,将支架模型导入有限元软件中,比较液压支架结构件间接触问题的处理方法,模拟压架试验的受载情况,对液压支架整机进行有限元分析,得到了各结构件的应力分布情况。为液压支架的设计提供了有益参考。     

“煤体-支柱(架)-胶结体”联合作用下顶板超静定梁模型

针对胶结充填开采中工作面煤壁、控顶区与胶结体形成区间上方的顶板受力问题,考虑胶结体强度前期快速增长、中期缓慢增长和后期稳定的形成特性,以及胶结体对顶板的支撑作用随距离工作面的长度增长而增大的特性,建立“煤体-支柱（架）-胶结体”联合作用下顶板超静定梁模型。基于结构力学解析方法,得到该模型及其2种特殊情况下的岩梁两端支座反力、两端弯矩和整个岩梁剪力、弯矩分布的表达式;确定最大剪力位于煤壁处;加快充填体强度形成的速度,能减小岩梁两端及支座所受应力。模型算例表明：① 支柱和胶结体的介入,较大地改变了顶板应力分布,岩梁剪力和弯矩分布均具有非对称性;② 煤壁处支座剪力和弯矩均大幅高于采空区侧支座的剪力和弯矩;③ 与垮落法开采相似,充填开采岩梁最大剪力和最大弯矩所在位置仍然在煤壁处,但量值均大幅减小,岩梁应力波动幅度小;④ 胶结充填开采有利于减少煤壁片帮,有利于工作面超前支护和顶板管理。