冲击载荷作用下液压支架立柱液压系统特性研究

为了解决液压支架立柱受采场冲击载荷易于损坏的问题,利用AMESim仿真软件在构建立柱液压系统中的立柱模型、大流量安全阀模型和重锤模型的基础上,建立了立柱液压系统的冲击模型|按照国家对煤矿液压支架试验要求,对立柱进行冲击试验,研究了立柱液压系统的冲击响应特性,得到了立柱缸体内部乳化液压力峰值及变化曲线,得出在冲击载荷作用下需要加强液压支架立柱二级缸缸体强度、液压支架立柱系统达到压力峰值的响应时间与冲击质量和重锤下落高度存在一定关系等结论,从而为采煤工作面供液系统设计和液压支架设计提供重要依据。     

冲击载荷下液压支架立柱的受载特性研究

为了研究液压支架立柱受顶板下塌作用易胀缸的问题,使用重锤法来模拟顶板下塌对立柱产生的冲击载荷作用;根据弹簧串联原理推导了完全伸出状态下双伸缩立柱的刚度公式,并进一步得到了立柱液压缸内的压力公式,将重锤冲击立柱的动态加载转变为立柱液压缸内的液压静态加载;使用Workbench仿真得出了立柱的应力、变形云图,得到了立柱的最大受载点在二级缸上且该点位于靠近活柱活塞处,一级缸的最大受载点位于缸底处;通过公式计算及Workbench仿真,得到了随着冲击速度增加立柱最大应力值增大以及随着立柱液压缸内乳化液液柱高度增加立柱最大应力值减小的结论。为立柱强度设计及立柱冲击试验提供重要依据和理论指导。     

基于冲击载荷的液压支架立柱动态特性分析

为解决液压支架在短时间内遭受顶板冲击力时造成立柱液压系统受损问题,对支架立柱液压系统在冲击力作用下的受力特性进行仿真模拟。通过AMESim仿真模拟平台对支架立柱、卸压阀以及重锤分别建模,并根据这3个仿真模型对支架立柱液压系统进行冲击力仿真模拟试验。试验结果表明:冲击力对支架立柱的二级缸影响较大,缸体质量有待加强;支架立柱液压系统对冲击力的响应速度受冲击力大小和重锤运动距离的影响,为液压支架设计及改进提供了理论数据。     

冲击载荷作用下液压支架立柱动态特性研究

根据液压支架立柱工作的实际工况,建立了液压支架立柱在冲击载荷作用下动态特性分析模型。通过有限元和光滑粒子流体动力学方法解决了液压支架立柱流固耦合、流体大变形等问题,实现了立柱在冲击载荷作用下动态响应的数值模拟,得出了立柱在冲击载荷下缸体的应力分布、活柱的最大退缩量、流体的压力场分布及整个冲击过程对地基的最大冲击力等核心技术参数。应用固液弹簧耦合理论和能量法,推导出了立柱固液耦合系统的等效刚度和立柱的冲击动载荷系数,进而从理论上对液压支架立柱在冲击载荷作用下的动态特性及对地基的最大冲击力进行了分析。理论分析结果与数值模拟结果相比在误差范围内具有一致性。此研究结果为液压支架立柱抗冲击性能试验装置的开发提供了参考数据。     

基于双向流固耦合的液压立柱冲击特性分析北大核心

立柱作为液压支架最重要的承载部件,其承载性能的优劣对液压支架整机的支撑效果有着巨大的影响,尤其当冲击地压灾害发生时,可能造成液压支架立柱弯曲、断裂和爆缸等事故发生。采用Solid Works联合Design Modeler软件建立ZF10000/25/38型液压支架立柱的流固耦合模型,将液压支架立柱等效视为弹簧,推导出单伸缩立柱等效刚度数学模型;使用ANSYS Workbench仿真软件对立柱流固耦合模型进行双向瞬态流固耦合仿真,采用三角波冲击载荷模拟冲击地压冲击特性,研究液压支架单伸缩立柱的抗冲击特性。结果表明:冲击载荷作用下液压支架立柱活塞杆最大应力为508 MPa,发生在顶端,缸体最大应力为254 MPa,发生在底部。     

立柱在冲击动载荷作用下的动应力及冲击力分析

建立了液压支架立柱的冲击模型,通过推算液压支架立柱等效刚度,应用能量法分析推导了液压支架立柱冲击动载荷系数的表达式,进而计算了不同立柱的等效刚度和动载荷系数,从而可以求得冲击过程对地基基础的最大作用力,为立柱冲击试验台的配套地基基础提供边界载荷数据,也为进一步研究立柱抗冲击性能奠定基础。因此,立柱冲击动载荷系数分析对于后续的立柱抗冲击性能分析和冲击试验台建设具有重要意义。     

基于AMESim的液压支架立柱冲击试验系统特性仿真

立柱是液压支架的主要部件,决定支架的承载强度和高度。新国标中提出对液压支架立柱进行冲击试验,模拟突然来压的实际工况。为满足要求,对立柱冲击试验系统进行仿真、模拟试验特性、分析试验过程。采用理论计算、液压设计、AMESim特性仿真等方法对立柱冲击试验系统进行研究,利用AMESim软件模拟冲击试验时立柱内腔压力快速升高、安全阀快速开启并溢流的情况下的压力及流量特性。通过修改参数使设计的试验系统在30 ms内达到冲击试验的流量及压力要求。     

基于蓄能器的液压支架立柱冲击试验过程数学建模

按照国标G B 25974.2—2010要求,为保证煤矿综采工作面顶板安全,需要测试液压支架立柱抗冲击性能.由于立柱型式多样,冲击试验时需建立数学模型,通过理论计算确定其初始试验参数.首先计算立柱冲击过程中流体阻力损失,再根据立柱的工作压力、行程、冲击时间、增压比等参数,确定冲击加载力,建立立柱冲击试验过程的数学模型.在实验室基于蓄能器建立冲击试验装置,对立柱进行冲击试验,分析验证试验和理论计算结果,进一步完善了立柱冲击数学模型和试验装置.     

大缸径液压支架立柱动载过载试验系统研究

立柱是超大采高、大阻力的综采液压支架的主要受力部件。新国标要求对液压支架立柱进行动载过载试验,现有的试验系统不能满足要求。本试验系统采用蓄能器组件及组合冲击缸,将高压液储存在蓄能器中,通过快速释放高压液到冲击缸中,冲击缸再作用到被测立柱上,立柱内腔压力瞬间升高,模拟顶板突然来压时立柱内腔压力快速升高、安全阀快速开启并溢流释放的实际工况。通过设计计算,确定了系统核心部件的各项参数,满足试验系统在30 ms内达到冲击试验的流量及压力要求,最终研制出满足新国标要求的液压支架立柱动载过载试验系统。     

液压支架立柱在冲击载荷作用下的特性研究

针对液压支架立柱受采场冲击载荷易于损坏的问题,建立了双伸缩立柱的冲击模型,推导了立柱的主振动方程和立柱内液体的运动方程,在此基础上,通过Solid Works软件建立三维模型,在Workbench软件中搭建了立柱-重锤冲击模型,通过多个软件间的联合仿真,得到了立柱整体及各个缸体的总变形、Y轴方向变形、等效应力和等效应变,得出冲击对二级缸的破坏性明显大于一级缸,二级缸的最大等效应变达0.45%,冲击对二级缸的破坏性最大,在立柱设计时,二级缸应采用材质好、硬度大的材料。     

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。     

液压支架立柱冲击动载荷系数分析

建立了液压支架立柱的冲击模型,通过推算液压支架立柱等效刚度,应用能量法分析推导了液压支架立柱冲击动载荷系数的表达式,进而计算了不同立柱的等效刚度和动载荷系数,从而可以求得冲击过程对地基基础的最大作用力,为立柱冲击试验台的配套地基基础提供边界载荷数据,也为进一步研究立柱抗冲击性能以及冲击试验台建设奠定了基础。     

冲击载荷下薄煤层支架立柱系统的动态仿真分析

针对薄煤层开采时,液压支架承受顶板冲击载荷容易失效的情况,以ZY2100/08/15为例,运用AMEsim软件建立其液压模型。仿真、分析了薄煤层支架立柱系统在承压、静载冲击及动载冲击下,不同安全阀流量、弹簧预紧力以及弹簧刚度、阀芯质量对系统性能的影响。     

双伸缩立柱的有限元分析

为了分析φ340 mm双伸缩立柱的中心过载性能,由能量法推导出静载荷作用下双伸缩立柱液压缸缸内压力公式。根据国家最新关于液压支架立柱加载的试验标准,对φ340 mm双伸缩立柱进行1.5倍额定载荷强度分析、2倍额定载荷强度分析以及大于10 000 kg重物冲击的动态载荷强度分析。经过ANSYS仿真计算,得到了不同加载条件下立柱液压缸的应力及变形云图。结果显示:当对立柱进行2倍额定工作压力加载时,中缸的最大应力值超过材料的屈服强度极限,需进行加强处理。仿真结果可为液压支架立柱的中心过载试验提供依据。     

TZ720型支架立柱的冲击试验及结果分析

介绍了ＴＺ７２０型液压支架立柱的冲击试验系统、试验方法与步骤，通过试验结果的分析，对该立柱的抗冲击性能进行了评价。     

双伸缩立柱在冲击力作用下的动态分析

双伸缩立柱是液压支架的关键部件之一。在分析简化双伸缩立柱结构的基础上,建立了双伸缩立柱在冲击载荷作用下的动力学数学模型,并进行公式推导和分析计算,研究立柱内液体压力波动变化以及对立柱强度的影响。     

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。     

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。     

双伸缩立柱液压支架试验问题研究

分析双伸缩立柱液压支架的承载特点,以某一具体型式双伸缩立柱液压支架为研究对象,对目前企业进行双伸缩立柱液压支架内加载试验问题进行分析研究,提出双伸缩立柱液压支架内加载试验的正确方法,提高了试验的有效率,并能促使企业走出液压支架和立柱设计及试验误区。     

冲击载荷下的液压支架双伸缩立柱可靠性分析

计算了冲击载荷时液压支架双伸缩立柱的受力及整个过程中各级液压缸所受到的最大压力,并通过有限元Msc.Marc Mentat软件分析了最大压力下双伸缩立柱整体弯曲变形,液压支架双伸缩立柱中缸的应力、应变及镀层脱落的部位,为设计安全、可靠的液压支架提供了理论依据。