冲击载荷下液压支架关键部位受载特性研究

当煤矿出现意外坍塌事故时,顶板下塌所产生的冲击载荷会直接作用于液压支架顶梁,易造成液压支架关键部位损坏。针对这一问题,以ZY9000/22/45D掩护式液压支架为例,分析了液压支架的受力状态,在Workbench软件中对液压支架进行有限元分析,得到了液压支架的应力和变形云图。由于液压支架顶梁的受载点在实际工况中具有不确定性,在顶梁上选取多个作用点施加冲击载荷进行瞬态动力学仿真,得到了液压支架在不同位置冲击载荷作用下的顶梁柱窝、立柱铰接销轴和掩护梁处铰接销轴的应力变化。为液压支架的强度设计和冲击试验分析提供了理论依据。     

掩护式液压支架顶梁承载特性及其适应性研究

为研究掩护式液压支架顶梁承载特性及其对顶板载荷的适应性,基于空间载荷对称假设构建了单区承载条件下液压支架全高度范围载荷平衡区力学模型,分析了液压支架顶梁载荷平衡区分布特征及其影响因素。随后结合液压支架实际工况,分析了双区承载条件下液压支架顶梁极限平衡条件,进一步拓展了平衡区理论。最后运用ADAMS构建了液压支架的多体动力学模型,分别对液压支架单区、双区承载工况进行了模拟。通过与理论的对比分析表明,改善液压支架承载条件、合理优化平衡千斤顶及立柱参数等均可有效提高掩护式支架顶梁对顶板的适应性。     

基于有限元法液压支架的疲劳寿命分析

根据ZY6000/25/50型两柱掩护式液压支架运行工况,对其进行有限元分析和动力学仿真分析,获得其应力分布和力-时间载荷历程。把静态应力与力-时间载荷历程相结合,计算出顶梁的动态应力,利用材料的疲劳寿命S-N曲线,对液压支架顶梁进行疲劳寿命分析,获得了其疲劳寿命分布云图和有关数据,为液压支架的研制和改进提供了参考。     

基于Pro/E和ANSYS的沿空留巷模板支架有限元分析

采用Pro/E和ANSYS Workbench软件对ZZTM10300/17.5/30H型模板支架构建三维模型并设置边界条件和载荷,在对模型施加集中载荷和扭转载荷后,针对几种工况下模型顶梁和后顶梁的受力情况进行有限元分析,通过对最大应力值进行对比分析,得到六柱液压支架加载方式相关结论,为模板支架进一步优化设计提供参考和借鉴。     

基于有限元的液压支架关键部件可靠度计算策略及应用

以有限元为基础,探讨了液压支架关键部件可靠度计算策略。对液压支架受力分析以确定载荷,对载荷、材料性能、几何尺寸以及强度等随机因素的分布规律进行定量分析,将随机性体现在有限元模型中,从而建立了液压支架关键部件的可靠度计算模型。运用可靠度计算策略,实现了液压支架顶梁的可靠度计算。可靠度计算策略可以作为液压支架可靠性设计参考,以便设计者更加科学地设计液压支架。     

基于有限元法的ZY6400/21/45型液压支架强度分析

依据国家最新颁布的液压支架试验标准,利用有限元方法,选取顶梁两端集中载荷、顶梁扭转以及顶梁偏载3种工况对ZY6400/21/45型液压支架进行有限元强度分析。分析发现该支架在顶梁偏载时,掩护梁耳板附近出现了较大应力,接近材料的屈服极限,存在一定的强度安全隐患。通过对支架的整架分析,掌握支架的应力应变分布状况,并确定支架的易损结构以及部位,为液压支架的强度优化提供依据。     

神东矿区液压支架顶梁的静态特性分析

根据液压支架使用工作现场采集的数据,分析某型号液压支架顶梁的受力情况,并利用UG建立液压支架顶梁的三维模型,导入ANSYS中进行分析计算,得到液压支架顶梁的应力云图与变形位移图。为以后液压支架结构件设计及结构件结构优化提供理论依据。     

液压支架顶梁结构的有限元分析

运用ANSYS软件建立了顶梁的有限元模型,合理地确定了顶梁的边界条件和载荷分布,并对均载和偏载2种工况下的顶梁梁体进行了有限元分析,得出了结构的应力分布和位移变化规律,为超静定液压支架顶梁的结构设计和改进提供了可靠的分析依据。     

基于ADAMS软件的液压支架顶梁负载特性分析

为研究顶梁负载变化对支架支护稳定性和可靠性的影响,本文采用ADAMS仿真分析软件对掩护式液压支架顶梁在支护过程中的负载特性进行仿真分析,结果表明摩擦力的增加有利于维护液压支架整体的稳定性,同时提高极限承载能力,能够显著增加掩护液压支架顶梁的负载能力.     

综采放顶煤液压支架顶梁长度对顶煤可放性的影响

运用理论分析以及相似材料模拟实验，对综采放顶煤液压支架顶梁长度与顸煤可放性的相关规律进行了研究分析。结果表明，在其它条件不变的情况下，支架顶梁长度的改变将直接影响顶煤受支架支撑的次数，随着支撑次数的增加，顶煤得到更大的交变应力，促进了顶煤的破碎，改善了顶煤的可放性。     

液压支架试验台多工况试验疲劳分析

对液压支架试验台承受多工况、高循环次数的复杂载荷,对液压支架试验台三维模型进行了单位静应力分析,确定了易疲劳点;用有限元软件Workbench对试验过程中获得的加载曲线进行瞬态分析,得到了各易疲劳点的应力响应;最后运用Palmgren Miner线性疲劳损伤累积法估算疲劳强度。     

基于ANSYS/PDS模块的液压支架顶梁可靠性分析

通过ANSYS/PDS模块对液压支架顶梁做可靠性分析,把结构尺寸、材料属性、外载荷均定义为随机变量,得出了顶梁的可靠度以及影响顶梁强度的关键因素是主肋板厚度,为液压支架后续的优化提供了科学的依据。     

ZF4000/17.5/28HL型液压支架顶梁可靠性优化设计

以低位放顶煤ZF4000/17.5/28HL型液压支架顶梁为例,对顶梁进行了整体强度分析以及基于疲劳寿命可靠性的结构优化。优化后,其最低疲劳寿命约增大14.3%,最大等效应力增大约1.15%,支架总质量约减小2.44%。其优化效果均较为合理,提高了液压支架顶梁的安全系数,保证了其可靠性,减小了顶梁质量,节约了成本。     

两柱掩护式液压支架虚拟疲劳寿命分析研究

为了研究两柱掩护式液压支架疲劳寿命,选取ZY8700/17/32两柱掩护式液压支架,在计算机虚拟环境中建立三维模型,依据MT 312-2000《液压支架通用技术条件》对顶梁两端集中载荷工况下液压支架进行有限元仿真分析和动力学仿真分析。获得其应力分布和力—时间载荷历程,利用液压支架材料的疲劳寿命S-N曲线,对其进行疲劳寿命分析,获得疲劳寿命分布云图和相关数据,与液压支架的设计寿命对比,探索液压支架虚拟压架试验方法的正确性和有效性,为两柱掩护式液压支架的研制和改进提供参考。     

综放液压支架受力分析与测试

对反四连杆机构的液压支架ZT6500/19.5/34进行受力分析与计算,推导出该支架顶梁载荷的计算公式,并分析了支架载荷的影响因素。在液压支架试验台上进行试验,通过试验验证了公式的正确性,为支架的设计提供必要的理论依据,分析得出了影响顶梁载荷的监测参数,为液压支架载荷监测系统的设计提供了设计依据。     

结构参数和外载荷形式对放顶煤液压支架的综合影响分析

为研究放顶煤液压支架在工作过程中的影响因素,从支架的结构参数、外载荷形式、尾梁受冲击载荷三方面对放顶煤液压支架进行分析。分别对 4 组结构参数不同的放顶煤液压支架进行建模,采用线性弹簧阻尼器等效替代前后立柱,并在 ADAMS 中对顶梁分别施加 5 种不同形式外载荷进行受力分析,确定了受力最优的液压支架。在此基础上,当顶梁承受偏心载荷、前端扭转载荷、横向中间载荷时,对受力最优的液压支架进行尾梁不同位置承受冲击载荷时的受力仿真分析。结果表明,放顶煤液压支架的受力状况受四连杆结构参数和立柱倾角的共同影响,冲击载荷作用在尾梁时,液压支架力变化情况同时取决于顶梁承受外载荷形式和冲击点位置。     

冲击载荷作用下液压支架的力传递分析

为研究冲击载荷作用下液压支架的力传递特性,利用ADAMS仿真软件建立了液压支架的多体动力学模型。模型中将液压支架的立柱液压缸、平衡液压缸、顶梁、前连杆、后连杆以及掩护梁等效为弹性体,用预载荷模拟正常工作条件下的静载荷,用阶跃载荷模拟基本顶断裂或垮塌时对支架的冲击力。基于此数值仿真模型,计算分析了冲击载荷作用于顶梁不同位置时液压支架各铰接点的力传递系数和各铰接点力对冲击载荷作用位置的敏感度。结果表明：冲击载荷作用位置对液压支架各铰接点力传递特性的影响不同,各铰接点对冲击载荷作用位置的敏感度也不相同。这些计算结果对于液压支架的自适应控制和等强度设计具有重要意义。     

基于有限元的液压支架顶梁可靠性分析

采用APDL参数化语言创建顶梁的概率分析文件,把载荷、材料性能作为服从正态分布的随机变量,在Ansys的PDS模块中进行可靠性分析,得出最大变形和最大应力的累积分布函数及其可靠度,并分析出了影响其可靠度的主要输入参数。为液压支架的安全可靠性生产提供了理论依据。     

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。     

冲击载荷下四柱支撑掩护式液压支架动态响应特征分析

液压支架装备通常用于采煤工作面的支护。液压支架在工作过程中承受了大量冲击载荷,导致其动态稳定性受到威胁。为研究四柱支撑掩护式支架在对称与非对称承载工况下顶梁及掩护梁承受冲击载荷时的动力学响应特征,采用动力学软件Adams以等效变刚度阻尼系统代替立柱的方法,建立了支撑掩护式支架的数值分析模型。其中,顶板压力由主动静载荷垂直施加于顶梁上方,冲击载荷垂直于顶梁及掩护梁向下施加。基于上述模型,分析了不同冲击载荷作用于支架顶梁与掩护梁时支架关键部位的动力学响应,以及偏置加载对支架稳定性的影响。随后通过设置不同立柱初撑力,讨论了液压支架在非对称支撑条件下承受冲击载荷时的动力学特性。结果表明,单一顶梁冲击载荷条件下,前立柱载荷变化系数达到1.41,对顶梁前端冲击载荷最敏感。顶梁和掩护梁同时承受冲击载荷时,支架各铰接点对于顶梁前端与掩护梁上部区域作用的冲击载荷响应更剧烈,最大载荷变化系数为0.64,极大地影响液压支架整体稳定性。支架承受横向扭矩时,偏置载荷作用于不同位置对支架承载性能的弱化效果基本一致,且偏置载荷的大小与削弱效果呈正相关。在考虑立柱不同初载比时,顶梁-掩护梁铰接点对初载比变化的敏感程度...