液壓支架頂梁的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、液壓支架是綜合機(jī)械化采煤技術(shù)中最重要的設(shè)備之一。隨著市場競爭的不斷加劇和綜采技術(shù)的不斷發(fā)展，對液壓支架提出了更高的要求，既要保證完備的工作性能又要盡可能減輕重量，提高經(jīng)濟(jì)效益。
　　本文針對液壓支架的發(fā)展現(xiàn)狀和傳統(tǒng)設(shè)計中存在的問題，將虛擬樣機(jī)技術(shù)、有限元技術(shù)和優(yōu)化設(shè)計引入到液壓支架的設(shè)計中。
　　首先為了最大程度的模擬液壓支架的現(xiàn)實(shí)工況，減少設(shè)計上的失誤。本文以ZF2800/16/24型液壓支架為例，通過三維機(jī)械設(shè)計軟件So

2、lidworks建立液壓支架模型，充分利用軟件干涉檢查功能來校核建模的合理性；建立液壓支架仿真模型并進(jìn)行運(yùn)動仿真，分析四連桿機(jī)構(gòu)的性能；將液壓支架運(yùn)動仿真過程錄制成動畫，設(shè)計人員可以直觀、動態(tài)的了解液壓支架的升、降過程，極大的縮短了設(shè)計周期，提高設(shè)計效率。
　　然后分析液壓支架受力狀況。通過對頂梁受扭轉(zhuǎn)工況進(jìn)行有限元分析，得到以圖形的方式表現(xiàn)出頂梁上所有單元或節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力和應(yīng)變分布情況，通過對其分析既能夠全面準(zhǔn)確地了解頂梁的受力狀況

3、又可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)樣機(jī)試驗(yàn)中測試點(diǎn)個數(shù)不足的問題。同時發(fā)現(xiàn)頂梁的最大應(yīng)力值遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)力，可以對頂梁進(jìn)行優(yōu)化。
　　最后在頂梁有限元分析的基礎(chǔ)上，建立其優(yōu)化數(shù)學(xué)模型并對其進(jìn)行優(yōu)化，對初步優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)所得頂梁截面不對稱且各個筋板厚度不一致，這將不利于加工制造，并且頂梁重心會偏離其幾何中心，容易導(dǎo)致滑架倒架。因此論文進(jìn)一步通過人機(jī)結(jié)合技術(shù)重新建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化，借助設(shè)計人員的經(jīng)驗(yàn)和知識對優(yōu)化過程進(jìn)行干預(yù)，最終得到了較為滿意