礦用液壓支架頂梁實驗研究

1、management is a serious love.同學(xué)互助一起進步（頁眉可刪）礦用液壓支架頂梁實驗研究 針對液壓支架使用現(xiàn)狀，通過三維建模軟件pro/e 和ansys 軟件的無縫連接方式，將液壓支架的已建模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入ansys 有限元分析軟件中。針對zf3700/16/26 型礦用液壓支架關(guān)鍵部件頂梁進行強度數(shù)值模擬，找到頂梁的力學(xué)規(guī)律，對比液壓支架通用技術(shù)條件提出支架檢測的合理化方向。液壓支架是維持煤礦井下連續(xù)安全作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛的在煤炭礦井中應(yīng)用。對煤炭生產(chǎn)中支架的壓死、散架、零部件損壞等問題進行力學(xué)性能分析。我國的液壓支架檢測標(biāo)準(zhǔn)歷經(jīng)28年的發(fā)展，已形成了mt312-2000

2、標(biāo)準(zhǔn)，本文將利用有限元分析軟件ansys 結(jié)合三維造型軟件pro/e 進行三維建模和有限元分析，對zf3700/16/26型液壓支架主體部件頂梁進行加載試驗的數(shù)值模擬，得出不同工況下的力學(xué)模擬的位應(yīng)力云圖和位移云圖，依據(jù)云圖數(shù)據(jù)，驗證了支架整體結(jié)構(gòu)的合理性，并對其薄弱環(huán)節(jié)進行了指明，對液壓支架出廠檢測提供理論依據(jù)。有限單元模型建立液壓支架頂梁是由對多塊鋼板焊接而成得，頂梁作為液壓支架工作是直接與煤礦開采工作面頂板接觸的部件，其力學(xué)性能尤在整機系統(tǒng)中尤為關(guān)鍵，其結(jié)構(gòu)主要包括頂板、柱窩、筋板、內(nèi)(外)主筋板彎板、及蓋板組成。約束施加及數(shù)值模擬頂梁強度試驗以1.2倍額定工作阻力進行加載實驗，墊塊位置

3、設(shè)置依液壓支架通用技術(shù)條件進行，即調(diào)整并固定墊塊位置為端載、偏載和集中載荷。2.1頂梁端載模擬分析對頂梁兩端集中載荷加載試驗的強度分析，對頂梁的外載荷由柱窩進行加載。加載試驗的約束墊塊位置為全約束，并且控制x，y，z 方向自由度是零，計算結(jié)果分別得到應(yīng)力云和位移云圖。由圖3可知，在頂梁端載試驗的最大應(yīng)力為335.5 mpa，位于支架頂梁主體外側(cè)板及頂梁護幫板的內(nèi)側(cè)板與柱窩接觸處；最大位移為1.67 mm，位于頂梁中部頂板及附近外側(cè)板。頂梁最大變形在條件規(guī)定范圍內(nèi)，同時最大應(yīng)力小于材料屈服應(yīng)力，安全系數(shù)為1.04，滿足支架強度要求。2.2頂梁偏載模擬分析對頂梁偏載加載試驗的強度分析，對頂梁墊塊進

4、行全約束設(shè)置，控制x，y，z 方向自由度為零，對頂梁柱窩施加外力。2.3頂梁扭轉(zhuǎn)模擬分析對頂梁扭轉(zhuǎn)加載試驗的強度分析，對頂梁墊塊進行全約束，控制x，y，z 方向自由度是零，對頂梁外載荷由柱窩進行加載。2.4頂梁集中載荷模擬分析對頂梁集中載荷加載試驗的強度分析，對頂梁墊塊進行全約束，控制x，y，z 方向自由度是零，并對頂梁柱窩施加載荷。通過對液壓支架主體結(jié)構(gòu)頂梁的仿真分析，討論總結(jié)得到：(1) 在整個有限元分析過程中，不同工況的加載條件下頂梁筋板的應(yīng)力值都比較高；(2) 對應(yīng)力集中比較嚴(yán)重的頂梁結(jié)構(gòu)可以直接應(yīng)用強度較高的鋼板進行焊接；(3) 運用有限元法進行理論計算，對模型進行可行的簡化處理，合理的劃分網(wǎng)格能夠加快運算速度，提高計算精度；合理的設(shè)置邊界條件，使得各工況的加載試驗結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。(1) 不同工況的加載條件中，zf3700/16/26型液壓支架最大應(yīng)力都體現(xiàn)了局部應(yīng)力集中現(xiàn)象；(2) 頂梁的最大應(yīng)力值出現(xiàn)在頂梁端載試驗中