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梁加宽式液压支架的虚拟仿真设计

杨奎  
【摘要】: 梁加宽式液压支架是机械化采煤方法中最重要的设备之一,同一型号的该液压支架,可根据井下具体环境,自由调节梁的宽度,一台支架的使用率大约相当于同一型号普通支架的两倍左右,可在最大程度上节省支架的使用数量,有效降低生产制造成本。 本课题利用Pro/Engineer软件建立了梁加宽式液压支架的三维数字化模型,并对其进行了虚拟装配,以有限元分析软件ANSYS和机械系统动力学自动分析软件ADAMS为工具,用数字化形式代替传统的实物样机试验,在系统水平上真正地预测梁加宽式液压支架结构的工作性能,并实现了系统的最优化设计。 运用有限元静力分析软件ANSYS,得出梁加宽式液压支架主要结构,如顶梁、底座、加宽梁等,在工作加载状况下的等效位移变形图及应力分布图,并根据位移变形最大值及应力分布最大值分析支架结构是否符合设计要求。在符合设计要求基础上,根据应力分布,进一步检测结构设计是否存在富余现象,以降低其制造成本。 在利用软件ADAMS仿真得出支架动态等效位移、速度、加速度曲线图的基础上,完成了梁加宽式液压支架四连杆机构的优化设计;除此之外,将动态仿真软件ADAMS应用于液压支架设计,是一种全新的尝试与挑战。 将虚拟样机技术贯彻于液压支架的整体设计制造,是对传统物理样机设计模式的很好补充和完善;此外,将支架顶梁采用可调节加宽型设计,也是对支架结构的一大改造,有益于液压支架针对不同煤层环境结构应变性的研究。


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