液压支架掩护梁结构优化及疲劳寿命预测

针对传统的液压支架设计具有耗时、耗材、成本高等缺陷,提出一种利用ANSYS和BP神经网络相结合对掩护梁进行轻量化和寿命预测的设计方法。首先应用ANSYS软件参数化语言APDL对ZY18000-25-45型液压支架掩护梁进行建模;再应用ANSYS/OPT模块对掩护梁进行尺寸优化分析,使其在满足液压支架设计准则的前提下,对掩护梁进行轻量化设计,并对原有掩护梁模型进行改造,整体质量减少了6.9%;最后利用遗传算法改进BP神经网络对优化后的掩护梁建立神经网络模型,对掩护梁的疲劳寿命进行预测。结果表明,掩护梁平均寿命为17228次,优化后的掩护梁满足可靠性要求。     

新型薄煤层液压支架顶梁的优化设计

针对现有薄煤层液压支架存在的结构问题,设计了一种新型薄煤层液压支架。液压支架采用Pro/E建模,分析液压支架的受力情况,利用ANSYS Workbench软件对顶梁的结构进行优化设计。优化后顶梁的最大变形与最大应力比优化前均有降低,能满足薄煤层使用要求。     

基于Terzaghi理论的综采面超前液压支架静力学分析

为研究在巷道围岩垮落这类危险工况下的超前液压支架支护性能,基于Terzaghi理论计算围岩应力,并推导出超前液压支架最大支护强度,采用Pro/E构建了超前液压支架的三维实体模型,利用ANSYS软件对超前液压支架顶梁施加围岩压力并进行静力学分析,仿真结果表明:超前液压支架的顶梁、底座、前后立柱的最大应力值分别为392 MPa、17 MPa、104 MPa和154 MPa,均远小于超前液压支架主要材料Q690的屈服强度,说明超前液压支架支护性能满足在这种危险工况下的使用条件。     

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。     

基于疲劳视角下的液压支架可靠性设计

针对液压支架服役周期短、可靠性低等缺陷,提出一种基于ANSYS与BP神经网络相互耦合的设计方法,基于可靠性灵敏度以重新分配设计参数并反求液压支架结构,结果表明:改进后的液压支架最大米塞斯应力为649.167MPa,满足材料的力学性能要求;设计后的支架平均寿命预估为34566次,预估的最大相对误差仅为4.3%,可靠度提高了12.1%,满足了可靠性要求。     

基于Workbench的ZY4000型液压支架结构强度分析

液压支架作为一种井下煤炭开采的重要设备,对于保障煤炭高效开采具有重要意义。文章以ZY4000型液压支架为研究对象,首先根据液压支架工程图建立三维模型,并根据液压支架的材料属性等创建了有限元分析模型。基于ANSYS Workbench计算分析了液压支架在两种工况下应力与应变情况,根据计算结果得到在顶梁偏载工况下最大应力值为553.89 MPa。顶梁与底座受扭转工况下最大应力值为909 MPa,基于分析结果提出了两条该型液压支架设计改进的意见。研究对液压支架结构设计与优化提供了有力的理论参考。     

新型采煤液压支架受力有限元分析及优化

新型采煤液压支架结构较传统的液压支架复杂,参照传统支架的设计原则设计固体新型采煤液压支架,采用Pro/E三维制图软件建立支架的整体模型,通过IGS中间文件将支架的三维实体模型导入ANSYS软件,再运用ANSYS有限元分析软件进行应力分析,对支架某些部件出现局部应力集中的部位进行强度等级处理,并对影响支架的主要结构进行优化分析。实践表明,优化后的顶梁最大应力降低,质量减少了5.81%,应力集中区域明显减小,达到了较好的优化效果。     

充填液压支架后顶梁综合优化设计

为提高充填液压支架后顶梁的疲劳寿命并降低制造成本,采用拓扑分析方法分析后顶梁的应力传递路径及可去除材料分布。根据拓扑分析结果,重新设计了后顶梁结构并建立其参数化三维模型,利用ANSYS Workbench软件对后顶梁进行多目标优化设计,分析优化后的后顶梁的质量、最大应力及疲劳寿命。结果显示,优化后的后顶梁空载内侧应力和满载外侧应力分别减少了5.8%和14.3%,疲劳寿命提高了11.63%,整体质量减轻了2.03%。优化后的后顶梁具有优越的静态性能及疲劳性。     

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。     

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。     

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。     

液压支架顶梁的多工况优化设计与研究

利用ANSYS Workbench DesignXplorer多目标优化模块,对液压支架的顶梁进行了多工况优化设计,得到了可信度比较高的优化设计结果,并且通过响应曲面,对顶梁各个参数之间的关系做了分析,为液压支架的设计提供了参考依据。     

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。     

液压支架底座的优化设计及可靠性模拟

在Pro/E中对ZY18000-25-45型液压支架底座建立三维模型,对其进行参数化修改,利用ANSYS优化设计模块对底座进行应力优化设计并对优化后的模型进行可靠性数值模拟,结果表明优化后的液压支架满足可靠性的要求,对液压支架底座的设计具有借鉴意义。     

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。     

基于ANSYS Workbench的拱形巷道临时支护设备顶梁优化

根据对拱形巷道临时支护设备的研究,对其顶梁进行参数化建模,利用ANSYS Workbench静力学分析模块进行结构静力学分析,并利用其优化模块,以顶梁上板和下板的间距为设计变量,以最大等效应力为状态变量,质量(体积)最小为目标函数,对拱巷道进行了仿真优化辅助设计。优化后的顶梁体积更小,满足安全及生产要求。     

牵引车驱动桥壳优化分析

为了对驱动桥壳进行轻量化设计,利用CATIA对驱动桥壳进行建模,导入HYPERMESH进行模型的前处理,然后导入ANSYS,基于有限元方法进行应力分析,得到3种工况下的应力图,可知3种工况的最大应力为623.7 MPa,小于材料的屈服强度和抗拉强度,满足刚度强度的要求,在此基础上通过ANSYS的Shape optimization模块对驱动桥壳进行形状优化,桥壳原本自重172.5 kg,经过优化可以减重9%,为驱动桥壳的轻量化设计提供了依据。     

超静定液压支架顶梁的有限元分析

介绍了超静定液压支架的架型。利用Pro/E三维软件对顶梁进行了建模,并使用ANSYS软件针对4种不同受力方式进行了有限元的受力分析,得出顶梁在不同情况下最大应力和存在危险的部位。对今后该支架的设计与改进提供了理论依据。     

基于径向基神经网络的液压支架前连杆可靠性评估研究

为了解决液压支架前连杆可靠性评估困难的问题,提出了一种基于径向基神经网络的液压支架前连杆可靠性评估的方法。首先使用ANSYS参数化语言APDL对液压支架前连杆进行静力分析,确定与前连杆可靠性相关的设计变量;再使用ANSYS/PDS模块结合拉丁超立方抽样法对前连杆进行可靠性分析,获取多组前连杆不同设计变量的可靠度;最后使用径向基(RBF)神经网络拟合设计变量与可靠性之间的函数关系,建立前连杆可靠性评估模型,预测前连杆的可靠度。计算结果表明,前连杆可靠度计算结果的最大相对误差为4.46%,最小误差为1.59%。证明了径向基神经网络应用于液压支架前连杆可靠性评估的可行性,为液压支架前连杆可靠性评估提供了新的方法与思路。     

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。