基于ANSYS的大采高液压支架的优化分析

利用有限元分析软件ANSYS对大采高液压支架在顶梁受扭转载荷且底座两端受载的工况进行分析,发现在该载荷下大采高液压支架顶梁和底座应力分布较为严重,其中最大应力发生在大采高液压支架顶梁与垫块连接处。因此,对该处进行结构优化,再次分析后发现,大采高液压支架应力分布基本不变,但是最大应力却得到显著降低,这为后续大采高液压支架的设计奠定了基础。     

井下矿用液压支架顶梁强度分析与优化设计

结合支架顶梁在整体结构中的重要价值,借助ANSYS仿真计算软件,基于不同工况下的顶梁强度进行分析,如何基于仿真数据做好结构优化,首先进行液压支架的概述,然后进行具体的仿真分析,最后提出具体的优化策略,以期可以发挥出液压支架的价值,满足井下安全生产的需要。     

液压支架的分析优化

液压支架是煤矿机械化综采工作面的关键设备,随着综采技术的发展,对液压支架设计的要求越来越高。现在很多煤矿企业仍然停留在手动优化四连杆参数的阶段,导致设计出的液压支架顶梁轨迹摆幅大,并且优化工作耗时长。介绍了液压支架设计技术、流程。分析其运动轨迹和受力,建立运动学和平面力学分析模型,采用多目标数学模型参数优化的分析方法,对支架四连杆机构进行了优化设计。     

掩护式液压支架的优化设计

液压支架对支护顶板的管理能力由四连杆结构参数决定。本文以顶梁前端运动轨迹为目标函数,建立了支架几何运动模型,应用混沌粒子群算法对ZY6000进行了优化设计。通过对比分析,优化的参数合理可靠,提高了支架的运动特性,为液压支架的设计方法提供了一个新的参考。     

基于ANSYS的液压支架多工况受力分析

针对液压支架的工作状态,划分了四种不同的工况,利用ANSYS软件对其进行仿真分析。结果表明:在不同的工况下,液压支架均存在着最大应力分布不均的情况,其中以掩护梁、顶梁及底座处出现应力集中,在实际设计应用过程中,应对这些部件进行优化,避免出现盈利集中的现象。     

基于ANSYS的偏载条件下液压支架仿真研究

井下液压支架的失效大都由于支架本身承受偏载作用力所引起。针对液压支架偏载条件下的液压支架整体进行结构分析,研究液压支架在恶劣工况下的响应。首先,对于液压支架及其井下所受的偏载工况进行了详细介绍。其次,在ANSYS Workbench中对各个部件进行单独建模,带入空间力系分析结果进行有限元分析。最后,建立起ZY20000液压支架整体分析模型,深入研究针对偏载试验不同的边界条件对其受力分析的影响。研究结果表明:液压支架在偏载条件下,最大应力发生在支架顶梁承受偏载压力附近。该研究结果为液压支架结构优化设计提供了理论基础。     

液压支架有限元应力应变的分析

为了解决液压支架在顶梁偏心加载、底座承受扭矩的工况下易发生破坏的问题,通过Ansys数值模拟软件对液压支架的顶梁、掩护梁和底座进行模拟,给出了各部件的应力及位移云图,根据模拟结果对液压支架的部件进行优化,并验证了优化的可行性,有效地提升了液压支架的刚度。     

矿用液压支架后顶梁疲劳性能的分析及优化措施

以ZZC8800/20/38型液压支架后顶梁为研究对象,利用UG和ANSYS软件建立了后项梁结构的疲劳性能分析模型.结果 发现后顶梁不同部位的疲劳性能存在很大的不均匀性,原因是结构设计不合理.利用ANSYS软件对后顶梁结构进行优化改进,使得结构的重量降低了9.96％,其最小疲劳寿命和安全系数反而分别增加了4.71％和12.99％.将优化后的后顶梁结构应用到液压支架中,经估算顶梁结构的使用寿命可以提升10％以上,经济效益显著.     

矿用液压支架顶梁作业时的强度研究

基于液压支架的结构组成，分别构建液压支架顶梁的三维模型和有限元模型，并以此为基础，通过ANSYS有限元分析软件，从顶梁端载试验、顶梁偏载试验、顶梁扭转试验以及顶梁集中载荷试验四个角度对液压支架顶梁强度进行有限元分析，进而指出当前液压支架顶梁结构中存在的不足，提出针对性改进方案，最后将改进方案应用于工程实践，检验改进方案的有效性。     

大倾角综采工作面液压支架的优化设计

由于液压支架在工作中需要承受巨大的顶板压力并进行收撤和移动作业,一方面要求液压支架具有足够强大的结构强度,另一方面又要求液压支架具有重量轻、便于操作的特性,而现有的液压支架通常是尽量的加大结构安全系数以确保支护安全,造成整机结构重量大,不仅极大地增加了采购成本而且也严重降低了综采作业的效率。基于此研究应用ANSYS仿真分析软件对大倾角综采工作面液压支架进行结构优化,结果表明优化后液压支架的结构重量降低了约12.94%,工作时的最大应力集中降低了约5.5%。     

基于有限元分析的60MN挤压铸造机主液压缸设计

采用有限元结构分析及优化理论针对某型号挤压铸造机的主液压缸进行了设计分析,以达到优化结构、减小局部应力及减轻重量的目的。首先采用理论公式设计出符合要求的液压缸,并在有限元软件ANSYS中根据实际工作条件简化参数模型,设置载荷参数以进行静态有限元分析,得到了相应的应力分布云图。根据分析结果进行了结构优化设计,选取最优解,并对比优化前后的分析结果,以寻求液压缸的最佳设计。研究结果表明,该方法可以有效降低液压缸局部应力,并降低了制造成本。     

基于高强度钢选型及成本控制的车顶结构耐撞性优化设计

针对高强度钢在车身结构设计中的应用成本与效率问题,提出一种车顶结构耐撞性设计方法,并对某车型进行优化设计。首先进行全局灵敏度分析,筛选出影响车顶强度的主要承载部件;然后将高强度钢的选型作为离散设计变量,厚度作为连续设计变量,同时对材料成本和总质量进行约束,建立车顶结构耐撞性优化的数学模型;最后,采用移动最小二乘法构造近似模型,结合遗传算法对主要承载部件进行优化设计。结果表明：在部件总质量和材料成本的控制下,车顶承载能力提高18.53%。该方法为高强度钢在车顶结构耐撞性优化设计中的应用提供了一种选型参考。     

大流量换向阀缓冲结构参数优选与试验研究

针对液压支架用换向阀出现的断裂现象,分析其结构与工作原理,在此基础上建立其数学模型。联合AMESim软件与ANSYS/LS DYNA软件模拟研究阀套缓冲阻尼直径对其开启过程机械冲击特性的影响。仿真结果显示,当阀芯开启时,阀套上存在强烈的瞬态机械冲击应力。根据仿真结果对阀套上缓冲阻尼直径进行了优化,优化后阀套上的最大冲击应力降低了52.7%。换向阀疲劳试验结果显示,优化后的阀芯寿命提高了38.3%。该研究为支架用换向阀的可靠性设计提供了一定的参考。     

基于代理模型的液压螺栓拉伸器优化设计

液压螺栓拉伸器是用于火电、核电、风电等大型设备螺栓连接的专用工具,具有结构紧凑、操作方便等优点。活塞是液压螺栓拉伸器中承受载荷的关键部件,如何减少结构应力是设计中最为关注的问题。针对高精度仿真模型在优化过程中需要耗费大量时间成本的问题,采用三维建模软件SolidWorks和有限元分析软件ANSYS构建活塞的参数化模型,对其进行静力学分析;然后,构建代理模型替代高计算成本的仿真模型,对活塞应力进行优化。结果表明,在活塞体积增大2.52%情况下,最大应力降低5.61%,证明基于代理模型的优化方法对液压螺栓拉伸器优化设计具有一定的指导意义。     

液压纠偏机构强度分析及结构优化

以初步设计的液压纠偏机构为研究对象,建立了基于ANSYS/APDL的参数化有限元模型,对其进行强度分析;建立了液压纠偏机构的结构优化模型,采用零阶优化方法求解得到最优设计参数,在满足结构强度的同时实现了轻量化;以优化结果为依据重新设计了液压纠偏机构并进行制作,目前使用效果良好。     

大型轮轨式天线方位座架优化设计

大型轮轨式天线方位座架是整个结构非常重要的部分,在结构布局合理且满足设计要求的前提下,尽可能轻量化以节约成本。文中利用ANSYS参数化设计语言将原始天线方位座架结构的三维模型转化为有限元模型,进行结构静力学分析。根据计算结果,建立大型轮轨式天线方位座架优化函数,利用ANSYS优化设计模块,对天线方位座架结构进行优化,寻求设计最优解。最终在满足应力、变形以及约束条件要求下,获得轻质量的天线方位座架结构。通过此次优化设计,实现了该天线方位座架轻量化设计,在其应力水平相当的情况下,质量减轻了5%,Z向最大变形减小了15%。文中的设计思路和方法可为实际工程应用提供有益参考和宝贵经验。     

离心式叶轮三维参数化形状优化设计方法

文中提出叶轮参数化设计方案,以ANSYS软件为开发平台,实现叶轮的三维参数化有限元建模;在此基础上,分析研究液压、拉杆、GM（gear multiplying assembly）三种典型装配工艺,提出综合考虑强度、刚度约束统一的离心叶轮装配工艺优化设计模型;针对不同的叶轮装配形式,只需要修改其优化目标,即可得到理想的设计结果.最后,以液压装配工艺工程实例说明该优化方法的有效性.     

液压挖掘机动臂有限元分析

在UG软件建立液压挖掘机动臂钢结构的三维模型,并导入ANSYS软件中,根据动臂特点施加边界条件、载荷,进行了有限元计算。得出动臂在两种工况下应力应变等情况,为液压挖掘机优化设计和可靠性设计提供了参考依据。     

基于ANSYS深海极端环境大型生物培养釜的结构优化

针对深海极端环境大型生物培养釜的高压大容积,并要求快速开启的特点,提出了一种新型开启结构。首先采用传统的数值设计方法对培养釜进行初步设计,然后结合机械优化设计方法,采用ANSYS软件中提供的一阶优化方法对该培养釜进行应力分析和结构优化设计,得到了合理的结构设计参数。优化结果表明,在培养釜重量减少约7.75%的基础上,应力分布更加均匀合理,优化效果明显。